Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

função da distância interatômica de acordo a relação *
E A = - A/r (2.8)
* A constante A na Equação 2.8 é igual a (1/4πε o )(Z 1 e)(Z 2 e) onde ε o é a permissividade de um
vácuo (8,85 x 10 -12 F/m), Z 1 e Z 2 são as valências dos 2 típosde íons, e e é a carga eletrônica (1,6
x 10 -19 C).
Uma equação análoga para a energia repulsiva é
E R = B/r n (2.9)
Nestas expressões, A, B e n são constantes cujos valores dependem do particular sistema iônico. O
valor de n é aproximadamente 8.
Ligação iônica é denominada não-direcional, isto é, a magnitude da ligação é igual em
todas as direções ao redor de um íon. Segue-se que para materiais iônicos serem estáveis, todos os
íons positivos devem ter como seus vizinhos mais próximos íons negativamente carregados num
esquema tridimensional, e vice-versa. A ligação predominante em materiais cerâmicos é iônica.
Alguns dos arranjos iônicos para estes materiais são discutidos no Capítulo 13.
Energiasde ligação, que geralmente variam na faixa de 600 a 1500 kJ/mol (3 e
8eV/átomo), são relativamente grandes, como refletidas em altas temperaturas de fusão ** . Tabela
2.3 contém energias de ligação e pontos de fusão para vários materiais iônicos. Materiais iônicos
são caracteristicamente duros e frágeis e, além disso, isolantes eletricamente e termicamente. Como
discutido em capítulos subsequentes, estas propriedades são uma consequência direta das
configurações eletrônicas e/ou da natureza da ligação iônica.
** Algumas vezes energias de ligação são expressas por átomo ou por íon. Sob estas
circunstâncias o elétron-volt (eV) é uma unidade de energia convenientemente pequena. Ela é,
por definição, a energia conferida a um elétron à medida que ele cai através de um potencial
elétrico de 1 volt. O equivalente em joule do elétron-volt é o seguinte: 1,602 x 10 -19 J = 1
eV.
Tabela 2.3 - Energias de Ligação e Temperaturas de Fusão de Várias Substâncias.
Ligação Covalente
Na ligação covalente configurações eletrônicas estáveis são assumidas pelo compartilhamento de
elétrons entre átomos adjacentes. Dois átomos que são covalentemente ligados contribuirão com
pelo menos 1 elétron para a ligação e elétrons compartilhados podem ser considerados como
pertencentes a ambos os átomos. Ligação covalente é esquematicamente ilustrada na Figura 2.10
para uma molécula de metano (CH 4 ). O átomo de carbono tem 4 elétrons de valência, enquanto que
cada um dos 4 átomos de hidrogênio possui um único elétron de valência. Cada átomo de