EXERCICÍOS

1. Historicamente, tem-se associado a habilidade de manipulação de materiais dos povos primitivos com sua idade ou evolução. Se pudéssemos fazer o mesmo para a sociedade atual, poderíamos chamá-la de idade do Si? Justifique.

2. Defina materiais.

3. Por que o engenheiro deve conhecer materiais?

4. O que significa a estrutura interna do material e por que devemos conhecê-la?

5. Classifique os materiais.

PERGUNTAS E POBLEMAS

Capitulo 2

Conceitos Fundamentais

Elétrons nos Átomos

2.1 (a) O que é um isótopo?

(b) Por que os pesos atômicos dos elementos não são números inteiros? Cite dois motivos.

2.2 Diga qual a diferença que existe entre massa atômica e peso atômico.

2.4 (a) Cite dois conceitos quânticos-mecânicos importantes que estão associados ao modelo atômico de Bohr.

(b) Cite dois importantes refinamentos adicionais que resultaram do modelo atômico mecânico-ondulatório.

(b) Cite dois importantes refinamentos adicionais que resultaram do modelo atômico mecânico-ondulatório.

2.12 Calcule a força de atração entre um íon K+ e um íon O2- cujos centros encontram-se separados por uma distância de 1,5 nm.

Forças e Energias de Ligação

2.13 A energia potencial líquida entre dois íons adjacentes, EL, pode ser representada pela soma das Eq. 2.8 e 2.9, isto é,

Calcule a energia de ligação Eo em termos dos parâmetros A, B e n usando o seguinte procedimento:

1. Obtenha a derivada de EL em relação a r, e então iguale a expressão resultante a zero, uma vez que a curva de EL em função de r apresenta um mínimo em Eo.

2. Resolva esta equação para r em termos de A, B e n, o que fornece r0, o espaçamento interiônico em condições de equilíbrio.

3. Determine a expressão para Ea pela substituição de r0 na Eq. 2.11.

2.14 Para um par iônico K+ — Cl-, as energias atrativa e repulsiva EA e ER, respectivamente, dependem da distância entre os íons r, de acordo com as expressões

Para essas expressões, as energias estão expressas em elétrons volts por par K+ — Cl-, e r representa a distância entre os íons em nanômetros. A energia líquida EL é simplesmente a soma das duas expressões acima.

(a)Superponha em um único gráfico EL, ER e EA em função de r, até uma distância de 1,0 nm.(b)Com base neste gráfico, determine (i) o espaçamento r0 entre os íons K K+ e Cl- em condições de equilíbrio, e (ii) a magnitude da energia de ligação Eo entre os dois íons.(c)Determine matematicamente os valores de r0 e Eo usando as soluções para o Problema 2.13 e compare esses resultados com os resultados gráficos obtidos para a parte b.

PERGUNTAS E PROBLEMAS

Capitulo 3

3.1 Qual é a diferença entre estrutura atômica e estrutura cristalina?

3.2 Qual é a diferença entre uma estrutura cristalina e um sistema cristalino?

3.3 Se o raio atômico do alumínio é de 0,143 nm, calcule o volume de sua célula unitária em metros cúbicos.

3.4 Mostre que para a estrutura cristalina cúbica de corpo centrado o comprimento da aresta da célula unitária a eo raio atômico R estão relacionados através da expressão:

3.5 Para a estrutura cristalina HC, mostre que a razão c/a ideal é de 1,633.

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

3.7 Mostre que o fator de empacotamento atômico para a HC é de 0,74.

3.8 O ferro possui uma estrutura cristalina CCC, um raio atômico de 0,124 nm, e um peso atômico de 55,85 g/mol. Calcule e compare a sua densidade com o valor experimental encontrado na contracapa deste livro.