Curso de Engenharia de Materiais (3º Período)

Disciplina: FTM100 - Ciências dos Materiais I, Semestre: 2016.1 Prof. Dr. Jean Carlos Silva Andrade

1ª Lista de Exercícios (Unidade I)

1. O que são materiais e como normalmente são divididos?

2. Quais as principais características dos materiais metálicos e como são formados?

3. Quais as principais características dos materiais cerâmicos e como são formados?

4. Quais as principais características dos materiais poliméricos e como são formados?

5. Quais as principais características dos materiais compósitos e como são formados?

6. Define estrutura, propriedades, processamento e desempenho informando as principais

características.

7. Descreva como está organizada a tabela periódica e em que está baseada esta organização?

8. Quantos orbitais são permitidos na segunda camada do átomo de hidrogênio? Quais são seus

números quânticos?

9. Dos conjuntos de quatro números quânticos {n, l, ml, ms} abaixo, identifique quais os que

podem e os que não podem existir e explique o porquê.

(a) {4,2,-1,+1/2} (b) {5,0,-1,+1/2} (c) {4,4,-1,+1/2} (d) {2,2,-1,+1/2}

10. Determine os números quânticos dos elétrons do átomo de sódio em seu estado

fundamental?

11. Represente a configuração eletrônica do átomo de titânio (Z = 22) e dos cátions Ti com

valência 2, 3 e 4.

12. Em geral por que os átomos se ligam? Como é determinada a distância entre dois átomos?

13. Discuta as variações nas temperaturas de fusão encontradas dentro de cada grupo de

compostos listados na tebela abaixo, em função das ligações químicas dos repectivos

materiais.

Composto Temperatura de Fusão (ºC)

Grupo a

NaCl 801

MgO 2800

Grupo b

Al 660

W 3410

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Disciplina: FTM100 - Ciências dos Materiais I, Semestre: 2016.1 Prof. Dr. Jean Carlos Silva Andrade

14. O diagrama abaixo procura representar o(s) tipo(s) de ligações químicas primárias

encontrados em diferentes tipos de materiais. Associe as regiões do gráfico representadas

com as letras (a) a (d) com os seguintes materiais: cerâmicas e vidros, polímeros, metais e

semicondutores. Justifique sua resposta.

15. As ligações secundárias existem entre virtualmente todos os átomos ou moléculas, mas sua

presença é sentida de maneira predominante em alguns materiais. Identifique o tipo de

ligação secundária presente em cada um dos compostos representados abaixo e explique

como ela afeta as propriedades desses materiais.

16. Calcule o fator de empacotamento atômico para a rede cristalina do ferro. (a) Na

temperatura ambiente e (b) 920ºC.

17. Mostre que o fator de empacotamento atômico para a estrutura CCC é 0,68.

(a)

(c)

(b)

(d)

(a) Água

(b) Argônio

(b) Polietileno

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Disciplina: FTM100 - Ciências dos Materiais I, Semestre: 2016.1 Prof. Dr. Jean Carlos Silva Andrade

18. O valor experimental da densidade do ferro é 7,87 g/cm3. Sua densidade teórica (ρ) pode

ser calculada pela expressão:

Onde n é o número de átomos presentes em uma célula unitária, AFe é o peso atômico do ferro,

VC é o volume da célula unitária e NA é o número de Avogadro (6,023 x 1023

átomos / mol).

Sabendo-se que o ferro possui estrutura cristalina CCC, raio atômico 0,124 nm e peso atômico

55,85 g/mol, calcule sua densidade teórica e compare-a com o valor experimental. Explique

possíveis diferenças entre os valores experimental e teórico.

19. Considerando a célula unitária abaixo.

(a) Que estrutura cristalina é essa?

(b) Qual a densidade desse material, se seu peso atômico é 141 g/mol?

20. Em cristais iônicos, o número de coordenação é determinado pela relação mínima entre o

raio do cátion (rc) e o raio do ânion (ra). As figuras abaixo mostram a localização de sítios

intersticiais (a) cúbicos (NC = 8) e (b) octaédricos (NC = 6). Determine a razão mínima

(rc/ra) para cada uma dessas situações.

AC

Fe

NV

An

.

.