Livro ciencias dos materiais

A compreensão de muitas propriedades físicas dos materiais está baseada no conhecimento das forças interatômicas que unem os átomos.
Átomo Átomo

À medida em que os átomos se aproximam, cada um exerce forças sobre o outro.

Essas forças podem ser atrativas ou repulsivas, e a magnitude de cada uma delas é uma função da separação ou da distância interatômica.
Átomo Átomo

A origem de uma força atrativa FA depende do tipo específico de ligação que existe entre os dois átomos.

Quanto maior a energia envolvida na ligação química há uma tendência de: Maior o ponto de fusão do composto Maior a resistência mecânica Maior a dureza Maior o módulo de elasticidade Menor a dilatação térmica Maior a estabilidade química

A magnitude de FA varia com a distância. As camadas eletrônicas mais externas dos dois átomos começam a se superpor, com a formação de uma intensa força repulsiva FR.

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A força líquida FL entre os dois átomos é exatamente a soma das componentes de atração e repulsão: FL = FA + FR

Os centros dos dois átomos irão permanecer separados pela distância de equilíbrio r0. Nesta posição: - FA: neutralizam qualquer tentativa de separá-los; - FR: neutralizam qualquer tentativa de aproximá-los.

Quando FA + FR são iguais, não existe força resultante: FA + FR = 0

Energia de ligação: energia necessária para separar os dois átomos até uma distância de separação infinita. Energia de ligação: sua magnitude e a forma da curva varia de material para material e do tipo de ligação atômica.

Embora o tratamento anterior tenha abordado sobre a interação entre dois átomos, a condição é mais complexa para os materiais sólidos:

Algumas propriedades dos materiais dependem de E0, da forma da curva e do tipo de ligação.

Interação entre força e energia

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- materiais com grande energias de ligação em geral também possuem temperaturas de fusão elevadas;

Existem três diferentes tipos de ligações primárias ou ligações