Os materiais sólidos são agrupados em três classificações básicas: metais, cerâmicas e polímeros. Cite algumas características de cada um destes materiais.
Passo 1
O enunciado pede para listar algumas características de cada uma das três classes de materiais sólidos: metais, cerâmicas e polímeros. O conteúdo envolve entender ligações químicas, estrutura cristalina ou molecular e como isso reflete em propriedades mecânicas, térmicas e elétricas.
Passo 2
Metais
- Estrutura cristalina compacta (geralmente cúbica de face centrada, cúbica de corpo centrado ou hexagonal) e ligações metálicas, em que elétrons são deslocalizados sobre toda a estrutura.
- Boa condutividade elétrica e térmica devido aos elétrons livres.
- Alta ductilidade e maleabilidade, permitindo deformação plástica sem fratura brusca.
- Tipicamente elevada densidade e temperaturas de fusão elevadas.
- Boa tenacidade, ou seja, capacidade de absorver energia antes de fraturar.
Passo 3
Cerâmicas
- Ligações iônicas e/ou covalentes fortes, formando estruturas cristalinas ou parcialmente vítreas.
- Elevada dureza e rigidez, o que lhes confere alta resistência a desgaste e compressão.
- Baixa tenacidade e caráter geralmente frágil, com tendência a fraturar sem grande deformação plástica.
- Elevada estabilidade térmica e resistência a altas temperaturas e à corrosão química.
- Baixa condutividade elétrica (são isolantes) e em geral baixa condutividade térmica comparada aos metais.
Passo 4
Polímeros
- Cadeias longas de moléculas orgânicas unidas por ligações covalentes, podendo ser termoplásticos (reprocessáveis) ou termofixos (reticulados).
- Baixa densidade em comparação a metais e cerâmicas.
- Em geral, baixa resistência mecânica e baixa rigidez, mas boa tenacidade e capacidade de deformação (ductilidade).
- Isolantes elétricos e térmicos, pois orbitais eletrônicos estão fortemente ligados.
- Pontos de fusão ou temperaturas de amolecimento relativamente baixos, facilitando processos de moldagem e extrusão.
Resposta
- Metais: estrutura cristalina compacta, ligações metálicas, alta condutividade (térmica e elétrica), boa ductilidade e tenacidade, alta densidade e temperatura de fusão.
- Cerâmicas: ligações iônicas/covalentes fortes, alta dureza e rigidez, frágil (baixa tenacidade), estabilidade térmica e química, isolantes elétricos.
- Polímeros: cadeias covalentes longas, baixa densidade, isolantes térmicos e elétricos, boa tenacidade e ductilidade, baixos pontos de fusão/amolecimento.