Átomos e Moléculas Componentes básicos de todos os materiais Profa. Ruth 2007 Fonte brasileira de luz síncrotron.

Apresentação em tema: "Átomos e Moléculas Componentes básicos de todos os materiais Profa. Ruth 2007 Fonte brasileira de luz síncrotron."— Transcrição da apresentação:

1 Átomos e Moléculas Componentes básicos de todos os materiais Profa. Ruth 2007 Fonte brasileira de luz síncrotron

2 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007 Relembrando a 2 a aula

3 Semelhança no raio atômico - Impacto sobre os materiais 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

4 FAMILIA PERÍODO S P d f Relembrando a 3 a aula

5 FAMILIA PERÍODO METAISALCALINOSMETAISALCALINOS Não Metais Metais de transição Metais de transição interna Relembrando a 3 a aula ALCALINOSTERROSOSALCALINOSTERROSOS

6 Combustível não poluente Bateria para celular Gesso, cimento/concreto Liquido para conservação do sêmen Implantes ortopédicos Chip eletrônico

7 PERIODICIDADE DAS PROPRIEDADES DOS ATOMOS Energia de IonizaçãoAfinidade Eletrônica EletronegatividadePolarizabilidade Raio Atômico 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

8

9 Número Atômico, Z Raio Atômico Li F Na Cl K Br Rb I 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

10 Semelhança no raio atômico - Impacto sobre os materiais 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007 Engenharia Moderna Formação de ligas Aços Substituindo-se Al 3+ por Fe 2+ ou Mg 2+  gera carga negativa. (camadas octaédricas). Substituindo-se Si 4+ por Al 3+  gera carga negativa. (camadas tetraédricas) Materiais Coloidais Substituição isomórfica

11 Semelhança no raio atômico - Impacto sobre os materiais Tecnologia nova Aplicado a implantes ortopédicos Aço inoxidável autenítico isento de níquel Malha de Ti Esfera de CoCrMo Agente de fixação de Ti Osso denso Taça de polietileno Femur Humano Haste de Ti-6Al-4V Osso esponjoso Douglas J. Wood, “The Characterization of Particulate Debris Obtained from Failed Orthopedic Implants”, A Research Report, Submitted in Partial Fulfilment of the Requirements fo materials Engineering, 198B, US, 1993 Por que estudar aços inoxidáveis? Baixo custo Excelentes propriedades mecânicas baixa ou nenhuma toxicidade das ligas ferrosas Osteointegração baixa Boa resistência à corrosão

12 Resultados anteriores–LATINCORR 2006 Ringer Lactato Imagem de Backscateer das superfícies após ataque eletroquímico nos aços inoxidáveis. 200 x. F 138 ISO 5832-9 P558 316 L 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

13 Cu (g)  Cu + (g) + e – (g) Primeira energia de Ionização 8,14 eV ou 785 KJ mol -1 Cu + (g)  Cu 2+ (g) + e – (g) Segunda energia de Ionização 20,26 eV ou 1955 KJ mol -1 Definição: é a energia necessária para remover um elétron de um átomo na fase gás. 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

14 Cu (g)  Cu + (g) + e – (g) 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007 Perdem elétrons Cátion

15 IMPACTO SOBRE OS MATERIAIS 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007 Baixo Ei - formam cátions facilmente - conduzem a corrente elétrica no estado sólido -metais reativos explica seu caráter de Metal Alto Ei - não formam cátions tão facilmente - não conduzem a corrente elétrica. - menos reativos SÓLIDOS METÁLICOS Perdem elétrons facilmente

16 Cl (g) + e – (g)  Cl - (g) Energia liberada 3,62 eV ou 349 KJ mol -1 Definição: é a energia liberada quando um elétron se liga a um átomo na fase gás. 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

17 Cl (g) + e – (g)  Cl - (g) 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007 Ganham elétrons ânion

18 Características dos Metais e Não Metais METAIS NÃO METAIS Propriedades Físicas Bons condutores de eletricidade Maleáveis Dúcteis Lustrosos Tipicamente sólidos Alto ponto de fusão Bons condutores de calor Propriedades Químicas Reagem com ácidos Formam óxidos básicos (que reagem com ácidos) Formam cátions Propriedades Físicas Maus condutores de eletricidade Não maleáveis Não dúcteis Não lustrosos Tipicamente sólidos,líquidos e gás baixo ponto de fusão Maus condutores de calor Propriedades Químicas Não reagem com ácidos Formam óxidos ácidos (que reagem com bases) Formam ânions 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

19 Novos Materiais e novos desafios Naves espaciais Precisamos de materiais mais leves Telecomunicações Fibras ópticas Cerâmicas avançadas Alta tecnologia Uso de: aerogel; permite o isolamento dos veículos enviados a marte, compósitos; rachaduras que nunca se porpaga. Tecnologias moles Aplicado a juntas e músculos artificiais 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

20 Novos Materiais e novos desafios Materiais auto arrumados Não seria maravilhoso se pudéssemos organizar as moléculas como nos sistemas biológicos Área promissora desenho de materiais que podem se auto arrumar Capazes de responder a estímulos e agir de modo aparentemente inteligente Gel Inteligente 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

21 Estruturas de micro esferas de poliestireno auto-organizadas Profa. Ruth 2007

22 Estruturas organizadas de Si amorfo 4 a Aula- Profa. Ruth Faap 2007

23