Hoje na Aula

Materiais de Construção Civil.

Propriedade dos materiais sólidos:

• Dependem do arranjo geométrico dos átomos;
• Dependem das interações que existem entre os átomos;
• Dependem das interações que existem entre átomos e as moléculas que constituem os sólidos;
• Os átomos são mantidos por ligações que propiciam resistência e propiciam propriedades elétricas e térmicas dos materiais;
• Ligações fortes resultam altos pontos de fusão, modulo e elasticidade elevados e coeficientes de dilatação térmicas bem baixas.

Número de Massa e Número Atômico

• A soma do número de prótons e de nêutrons existentes no núcleo de um átomo recebe o nome de número de massa e é representado pela letra A;
• O número atômico corresponde ao número de prótons ou elétrons existentes num átomo e é representado pela letra Z.

Teoria Eletrônica de Valência

A teoria eletrônica da valência, criada em 1916, pelos cientistas Gilbert N. Lewis e Walter Kossel diz o seguinte "um átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétrons na camada eletrônica mais externas, ou 2 elétrons quando possui apenas a camada K".

Assim, ao realizarem ligações entre si, independentemente do tipo de ligação (iônica, covalente ou metálica), os átomos envolvidos perdem, ganham ou compartilham elétrons com a finalidade de adquirir esse octeto eletrônico, ou seja, de ficar com oito elétrons na camada de valência e atingir a configuração de gá nobre. Entretanto, na prática, existem exceções a essa regra, pois alguns elementos ficam estáveis com menos de oito elétrons e outros com mais. Além disso, ainda há alguns que se estabilizam com um número ímpar de elétrons.

Tipos de Ligação Química

Ligação Iônica: é um tipo de ligação química baseada na atração eletrostática entre dois íons carregados com cargas opostas. Na formação da ligação iônica, um metal doa um elétron, devido a sua baixa eletronegatividade formando um íon positivo ou cátion. No sal de cozinha, as ligações entre os íons sódio e cloreto são iônicas. Geralmente ligações iônicas se formam entre um metal e um ametal. Na ligação iônica basicamente um átomo doa um elétron para o outro átomo.

Ligação Covalente: é um tipo de ligação química caracterizada pelo compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos, causando uma atração mútua entre eles, que mantêm a molécula resultante unida. Na ligação covalente, temos então o compartilhamento de elétrons por dois átomos.

Ligação Metálica: A ligação metálica explica a condutividade elétrica, a maleabilidade, a ductibilidade e outras propriedades dos metais. Num sólido, os átomos estão dispostos de maneira variada, mas sempre próximos uns aos outros, compondo um retículo cristalino. Enquanto certos corpos apresentam os elétrons bem presos aos átomos, em outros, algumas dessas partículas permanecem com certa liberdade de se movimentarem no cristal. É o que diferencia, em termos de condutibilidade elétrica, os corpos condutores dos isolantes. Nos corpos condutores, muitos dos elétrons se movimentam livremente no cristal, de forma desordenada, isto é, em todas as direções. E, justamente por ser caótico, esse movimento não resulta em qualquer deslocamento de carga de um lado a outro do cristal.

Distribuição Eletrônica de Elétrons.

Os elétrons estão distribuídos em camadas ao redor do núcleo. Existem 7 camadas eletrônicas correspondentes a 7 níveis de energia da eletrosfera K (1º nível), L (2º nível), M (3º nível), N (4º nível), O (5º nível), P (6º nível), Q (7º nível). A medida que as camadas se afastam do núcleo, aumenta a energia dos elétrons nelas localizadas.

Por meio de métodos experimentais, os químicos concluíram que o número máximo de elétrons que cabe em cada camada ou nível de energia é:

Em cada camada ou nível de energia, os elétrons se distribuem em subcamadas ou subníveis de energia, representados pelas letras s, p, d, f em ordem crescente de energia. O número máximo de elétrons que cabe em cada subnível também foi determinado experimentalmente:

Quando combinados níveis e subníveis, a tabela de distribuição eletrônica assume a seguinte configuração:

Forças e energia de ligação

Quando dois átomos se aproximam, eles exercem uma força um no outro:

Fn = Fa+Fr

onde:

• Fa: Força de atração, possui origem eletrostática, interação Coulombiana, interações dipolares, interações entre elétrons na última camada.
• Fr: Força de repulsão, possui origem quântica. Principio de Exclusão de Pauli: duas partículas não podem ocupar o mesmo estado quântico.
• Fn: Força resultante;

Energia de ligação é a energia associada com a formação da ligação partindo da condição inicial que os átomos(íons) estão inicialmente separados a uma distância infinita.

Para se calcular a Força de Atração usa-se a seguinte formula:

onde:

• Z: é a valência do átomo;
• a: é a distancia interatômica;
• K: é a constante de proporcionalidade, 9x10⁹ V.m/C
• q: é a carga do elétron, 1,6×10^-19 C. 

Fonte: Slide do Professor