QUÍMICA GERAL e TECNOLÓGICA EXPERIMENTAL Curso de

QUÍMICA GERAL e TECNOLÓGICA EXPERIMENTAL
Curso de Engenharia Básico
Prof. Dr. Clóvis Lúcio da Silva
Prof. Dr. Djalma Albuquerque Barros Filho
Profa Dra Silvania Maria Netto
LISTA DE EXERCÍCIOS 05: Ligações Metálicas
1.
A aplicação por excelência do cobre (29Cu) é como material condutor (fios e cabos), destinação de aproximadamente
45% do consumo anual do metal. Outros usos são tubos de condensadores e encanamentos, eletroímãs, motores
elétricos, interruptores e relés, tubos de vácuo e magnetrons de fornos de microondas, cunhagem de moedas (com
níquel- 27Ni), esculturas, estátuas e construção de sinos, além de seus usos ornamentais em ligas de latão (29Cu + 30Zn),
bronze (29Cu + 50Sn) e prata (29Cu + 47Ag) na produção de jóias. Com base nestas informações PODEMOS afirmar que
todas as ligas, respectivamente, citadas serão classificadas por:
a)
Substitucional, intersticial, substitucional e intersticial.
b) Intersticiais e substitucionais.
c)
Intersticial, substitucional, intersticial e substitucional.
d) Substitucionais e intersticiais.
2.
Os espelhos solares são constituídos basicamente de uma fina camada de alumínio depositada em um substrato metálico
e recobertas por camada isolante como mostra a figura abaixo:
ONDA REFLETIDA
ONDA
INCIDENTE
VIDRO
ALUMÍNIO
SUBSTRATO
A aplicação do alumínio para a fabricação de espelhos
entre átomos de caráter metálico?
a)
b)
c)
d)
3.
PODE SER
explicada a partir de qual aspecto referente às ligações
A reflexão da luz no metal decorre da mobilidade dos seus elétrons. Ao atingir à superfície, o campo elétrico da
radiação eletromagnética empurra os elétrons móveis para frente e para trás. Os elétrons oscilantes emitem luz
vista como um brilho – essencialmente um reflexo da luz incidente.
Não há direcionamento espacial da ligação entre os elétrons no metal permitindo que um mesmo átomo emita luz
em todas as direções.
Metais são sólidos rígidos e quebradiços devido ao caráter iônico das suas ligações o que ocasiona uma superfície
rugosa de reflexão.
Metais são bons condutores de calor o que facilita o espalhamento da luz incidente.
Os átomos dos sólidos covalentes são mantidos unidos em grandes redes conforme podemos observar no esquema
abaixo. Comparando-se a estrutura do diamante e da grafita, PODEMOS afirmar que:
a)
b)
c)
d)
Na grafita os elétrons movimentam-se em orbitais deslocalizados, o que lhe confere boa condutividade.
A estrutura do diamante apresenta um arranjo tridimensional de átomos de carbono, é considerado um bom
condutor de eletricidade.
Na grafita as camadas de anéis interconectados são sobrepostas e restringem o movimento dos elétrons.
O diamante apresenta um arranjo de átomos onde elétrons movimentam-se livremente.
Agosto de 2007
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Curso de Engenharia Básico
Prof. Dr. Clóvis Lúcio da Silva
Prof. Dr. Djalma Albuquerque Barros Filho
Profa Dra Silvania Maria Netto
4.
A Teoria dos Orbitais Moleculares (TOM) pode explicar os diferentes métodos de condutividade elétrica que alguns
metais apresentam entre si, classificando-os em isolantes, condutores, semicondutores e supercondutores. Analisando a
figura abaixo PODEMOS afirmar que:
a)
Zona proibida corresponde a uma banda aonde
existem níveis de energia possíveis de serem
preenchidos pelos elétrons e se diz que aí existe uma
zona proibida.
b)
Banda de valência é uma banda de energia formada
por níveis de energia, ocupada por elétrons semilivres,
que estão um pouco mais separados do núcleo que os
demais. É nesta banda que se dá a condução elétrica.
c)
Banda de condução é o intervalo de energias de
energia superior à da banda de valência. É nesta
banda de energia que se acumulam as lacunas
eletrônicas ou buracos eletrônicos, após serem criadas
no material por processos energéticos, como por
exemplo, a incidência de radiação eletromagnética.
d)
Quando um sólido é colocado numa região de campo
elétrico, mesmo que relativamente pouco intenso, os
elétrons da banda de valência podem ser acelerados e,
portanto, absorver energia e ocupar níveis de energia
vazios mais altos. Estes elétrons são, portanto,
elétrons de condução, ou seja, elétrons que
constituem a corrente elétrica. Esta banda é, então,
também chamada banda de condução e o sólido é
condutor de eletricidade.
5.
Quando analisamos o comportamento dos metais no tocante à condutividade elétrica (facilidade do material em conduzir
corrente elétrica) e a expressamos em função de sua resistividade (resistência do material para conduzir corrente
elétrica) categorizamos grupos de materiais isolantes, condutores, semicondutores e supercondutores.
Pode-se observar na figura ao lado que em um material condutor não existem níveis ou banda de energia proibida entre
a condução e a valência e, portanto, a corrente flui facilmente sob a ação do campo elétrico. Já um material isolante tem
uma larga banda proibida entre a valência-condução e dificilmente haverá condução da corrente. Os semicondutores
possuem bandas proibidas com larguras intermediárias e, conseqüentemente, isto significa que podem apresentar
alguma condução, melhor que a dos isolantes, mas pior que a dos condutores. Podemos, portanto, AFIRMAR que:
a)
b)
c)
d)
Os
Os
Os
Os
semicondutores e condutores apresentam resistividade elevada.
condutores como, por exemplo, Ag e Cu apresentam baixa condutividade elétrica.
semicondutores quando submetidos à dopagem têm diminuição de sua resistividade.
isolantes apresentam condutividade praticamente nula.
Agosto de 2007