LIGAS

As ligas tratam-se de materiais metálicos formados pela junção de dois ou mais metais e usadas facilmente em construções; apresentando extrema eficácia na indústria de transportes e em mecanismos eletrônicos. Existem dois tipos essenciais de ligas: homogêneas e heterogêneas. Nas ligas homogêneas, átomos de diferentes elementos estão distribuídos de forma uniforme, como por exemplo, o latão, o bronze e as ligas de cunhagem. Por outro lado, as ligas heterogêneas compreendem misturas de fases cristalinas com diferentes composições, como por exemplo, a amálgama de mercúrio usada pelos dentistas.

As ligas apresentam estruturas atômicas mais complicadas que os metais puros devido ao fato de serem formadas por dois ou mais tipos de átomos de metal com diferentes raios. Uma liga na qual os átomos de um metal são substituídos por átomos de outro metal é chamada de liga substitucional (Fig.01).

Fig.01. Exemplo de Liga substitucional

Os raios atômicos dos elementos que formam ligas substitucionais não diferem em mais de 15%. Devido à pequena diferença de tamanho e de estruturas eletrônicas, os átomos do soluto em uma liga substitucional distorcem a forma do retículo, dificultando a migração de elétrons, o que acaba dificultando o deslizamento de planos de átomos. De forma geral, mesmo que uma mistura substitucional apresente condutividade térmica e elétrica mais baixa que o elemento puro, é mais forte e mais dura.

O aço trata-se de uma liga composta por aproximadamente 2% de carbono. Os átomos de carbono são bem menores se comparados com os átomos de ferro e não podem, portanto, substituí-los no retículo cristalino. Graças a essa mínima dimensão eles podem se acomodar nos interstícios (buracos) do reticulo do ferro, formando materiais conhecidos como liga intersticial. Para que ocorra a formação de um material intersticial, o raio atômico do elemento que é o soluto deve apresentar-se inferior a 60% do raio atômico do elemento “hospedeiro”

De forma geral, as ligas de metais tendem a se apresentarem mais resistentes e ter menor condutividade elétrica do que o metal puro. Nas ligas substitucionais, os átomos do metal soluto substituem alguns átomos de um metal de raio atômico semelhante. Já nas ligas intersticiais, os átomos do elemento soluto entram nos interstícios formado por átomos do metal que tem o maior raio atômico.

Referencia

ATKINS, P.; JONES,L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.p.292-293.

PROPRIEDADES DOS SÓLIDOS

As propriedades dos materiais são conseqüências de suas estruturas em níveis moleculares. Os metais são os pilares da tecnologia e dessa forma, imensuráveis esforços têm sido desempenhados no desenvolvimento e compreensão de suas propriedades.

PROPRIEDADES DOS SÓLIDOS

As propriedades dos materiais estão relacionadas com a maneira como os átomos se organizam. O diamante e o grafite, por exemplo, onde ambos são formados por átomos de carbono, diferenciando as posições e organização dos átomos quando estes fazem as ligações químicas (Fig 01). Outros exemplos podem ser visualizados nos materiais cerâmicos e poliméricos, sendo que estes materiais quando são transparentes apresentam um arranjo não-ordenado dos seus átomos, e quando estes são opacos tendem a apresentar um arranjo ordenado dos átomos.

Fig. 01. Estrutura molecular de alguns sólidos.

Os sólidos compreendem densas formas da matéria devido ao arranjo regular e compacto das moléculas e freqüentemente são mais densos do que os demais tipos de sólidos. Os sólidos iônicos apresentam ponto de fusão mais elevado do que os sólidos moleculares, devido ao fato das forças interiônicas serem mais fortes do que as forças intermoleculares. Os sólidos reticulares (diamante, por exemplo) apresentam elevadíssimos pontos de fusão, uma vez que fundem somente após o rompimento das ligações covalentes. As ligações metálicas são relativamente fortes, como resultado, a maior parte dos metais apresentam pontos de fusão elevados sempre propícios nas diversas construções.

O brilho característico dos metais se deve à mobilidade eletrônica, também responsável pela grande capacidade de condução elétrica. Ao atingir a superfície, o campo elétrico da radiação empurra os elétrons móveis para frente e para trás. Essa oscilação eletrônica emite luz, á qual vemos como brilho característico. A mobilidade dos elétrons também é responsável pela maleabilidade e ductilidade, ou seja, a mudança de forma sob pressão e a capacidade de se transformar em fios respectivamente. Os sólidos iônicos são relativamente quebradiços, dessa forma, as diferenças entre a maleabilidade dos metais pode ser explicada a partir de suas estruturas cristalinas, tipicamente planos de deslizamento, ou seja, planos de átomos que deslizam sob pressão uns em relação aos outros.

Referencia

ATKINS, P.; JONES,L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.p.290-292.