Estrutura Metais, Cerâmicas e Polímeros

Fundamentos da estrutura dos sólidos 1

“Escalas”
• Núcleo: prótons + nêutrons ↔ força nuclear
• Átomos: núcleos + elétrons ↔ força eletrostática
• Moléculas: átomo + átomo ↔ força eletrostática
(moleculares, iônicos, covalentes)
• Sólido: átomo + átomo + átomo + ... ↔ força eletrostática (molecular, iônicos, covalentes, metálicos...) 2

O que é um sólido?
• Explica as propriedades dos materiais sólidos.

• Explica as propriedades de uma grande quantidade de núcleos atômicos e elétrons interagem por meio de forças eletrostáticas.
• Formula as leis fundamentais que regem o comportamento dos sólidos.

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Porque formamos sólidos?
• Termodinâmica: Minimizar energia do sistema
• Elétrons de valência: ligações químicas
• Os arranjos locais de átomos num sólido podem ser regulares
(cristalinos 1) em grandes distâncias ou irregulares (vítreos 2).
• Os arranjos que observamos dependem, em parte, de se a ligação química é direcional ou não-direcional.

Se a ligação é direcional, o arranjo atômico local é determinado pelos ângulos das ligações e pode ser representado por um poliedro de ligação, cujos vértices representam as direções de maior energia de ligação. Se a ligação é não-direcional, o arranjo depende dos tamanhos relativos dos átomos.
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Sólidos cristalinos
• Os materiais cristalinos são sólidos com uma estrutura atômica com base em um padrão repetição regular.
• A maioria dos sólidos exibem padrões regulares.
• Mais progresso foi feito na compreensão do comportamento dos sólidos cristalinos do que a de materiais não cristalinos já que os cálculos é mais fácil em materiais cristalinos.
• Compreender as propriedades elétricas dos sólidos, é de fundamental importância para a sociedade moderna e da tecnologia. 5

Matéria

Gases

Líquido e líquido cristalino Sólido

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Classificação dos sólidos
Materiais
sólidos

Cristalino

Policristalino

Amorfo (não cristalino) monocristal

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