ciência dos Materiais 2cap

Páginas: 28 (6905 palavras) Publicado: 9 de abril de 2014
2. ESTRUTURA ATÔMICA E LIGAÇÃO INTERATÔMICA
2.1 - INTRODUÇÃO

que compõem um sólido.
Algumas das importantes propriedades de materiais sólidos depende dos arranjos geométricos dos átomos, e também das interações que existem entre os átomos ou moléculas constituintes. Este Capítulo, por meio de preparação para subsequentes discussões, considera vários conceitos fundamentais e importantes,isto é: (a) estrutura, (b) configurações eletrônicas em átomos e na tabela periódica, e (c) os vários tipos de ligações interatômicas primárias e secundárias que mantém juntos os átomos Estes tópicos são revistos brevemente, sob a suposiçào de que um pouco do material é familiar ao leitor.
2.2 - CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Cada átomo consiste de um núcleo muito pequeno composto de prótons e neutrons,que são circundados por elétrons em movimento. Tanto elétrons quanto prótons são eletricamente carregados, a magnitude da carga sendo 1,60 x 10-19C, que é negativa em sinal para elétrons e positiva para prótons; neutrons são eletricamente neutros. As massas destas partículas subatômicas são infinitesimalmente pequenas; prótons e neutrons têm aproximadamente a mesma massa, 1,67 x 10-27kg, que ésignificativamente maior do que aquela de um elétron, 9,1 x 10-31 kg.
Cada elemento químico é caracterizado pelo número de prótons no núcleo, ou o número atômico (Z). Para um átomo eletricamente neutro ou completo, o número atômico também é igual ao número de elétrons. Este número atômico varia em unidades inteiras desde 1 para o hidrogênio até 94 para o plutônio, o de número atômico mais alto dentreos elementos que ocorrem na natureza (naturalmente).
A massa atômica (A) de um átomo específico pode ser expressa como a soma das massas dos prótons e dos nêutrons. Embora o número de prótons é o mesmo para todos os átomos de um dado elemento, o número de nêutrons (N) pode ser variável. Assim, átomos de alguns elementos têm 2 ou mais diferentes massas atômicas, sendo eles denominados isótopos. Opeso atômico corresponde à média pesada das massas atômicas de isótopos que ocorrem naturalmente. A unidade de massa atômica (u.m.a., ou amu em inglês) pode ser usada para cálculos de peso atômico. Foi estabelecida uma escala na qual 1 u.m.a. é definida como 1/12 da massa atômica do isótopo mais comum do carbono, carbono 12 (isto é, 12C) (A = 12,0). Dentro deste esquema, as massas de prótons eneutrons são ligeiramente maiores do que a unidade, e
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A Z + N (2.1) O peso atômico de um elementoou peso molecular de um composto podeser especificado com base em u.m.a. por átomo (ou molécula) ou em massa por mol de material. Num mol de uma substância existem 6,023 x 1023 (número de Avogadro) átomos ou moléculas. Estes dois esquemas de peso atômico estão relacionados entre si através daseguinte equação: 1 u.m.a./átomo (ou molécula) = 1 g/mol
Por exemplo, o peso atômico do ferro é 5,85 u.m.a./átomo, ou5,85g/mol. Algumas vezes o uso de u.m.a. por átomo ou molécula é conveniente; em outras ocasiões g (ou kg)/mol é preferido; este último é usado neste livro.
2.3 - ELÉTRONS EM ÁTOMOS Modelo Atômico de Bohr
Durante a última parte do século dezenove verificou-se que muitos fenômenosenvolvendo elétrons em sólidos poderíam ser explicados em termos de mecânica clássica. O que aconteceu foi o estabelecimento de um conjunto de princípios e leis que governam sistemas de entidades atômicas e subatômicas, que ficaram conhecidos como mecânica quântica. Um entendimento do comportamento de elétrons em átomos e sólidos cristalinos necessariamente envolve a discussão de conceitos demecânica quântica. Entretanto, uma exploração detalhada destes princípios está além do escopo deste livro, e apenas um tratamento muito superficial e simplificado é dado.
Um dos primeiros frutos da mecânica quântica foi o simplificado modelo atômico de
Bohr, no qual elétrons são supostos revolver ao redor do núcleo do átomo em orbitais discretos, e a posição de qualquer particular elétron é mais ou...
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