Quais são os três tipos de Materiais Clássicos? Cite suas ligações químicas características e diversas propriedades distintas entre eles.
Passo 1
O enunciado pede para classificarmos os três tipos de materiais clássicos, indicando para cada um sua ligação química característica e comparando propriedades distintas. O conteúdo envolve conceitos de ligação atômica e propriedades macroscópicas (densidade, condutividade, ductilidade, fragilidade etc.).
Passo 2
Identificamos os três tipos de materiais clássicos e suas ligações químicas características:
• Metais – apresentam , em que elétrons de valência formam um “mar” eletrônico compartilhado.
• Cerâmicos – estruturados por e/ou
, com átomos fortemente presos em posições fixas.
• Polímeros – constituídos por longas cadeias unidas por na espinha principal e forças secundárias (
, dipolo–dipolo) entre cadeias.
• Metais – apresentam
• Cerâmicos – estruturados por
• Polímeros – constituídos por longas cadeias unidas por
Passo 3
Comparação de propriedades principais:
• Densidade: metais alta, cerâmicos moderada a alta, polímeros baixa.
• Condutividade elétrica: metais elevada (elétrons livres), cerâmicos praticamente nula (isolantes), polímeros geralmente isolantes (alguns condutores poliméricos são exceção).
• Condutividade térmica: metais alta, cerâmicos moderada (bom isolante térmico em algumas formulações), polímeros baixa.
• Comportamento mecânico: metais dúcteis e tenazes, cerâmicos duros e frágeis, polímeros flexíveis e de resistência mecânica variável (depende do tipo e do grau de cristalinidade).
• Estabilidade térmica: metais têm ponto de fusão definido alto, cerâmicos são refratários (temperaturas de sinterização elevadas), polímeros amolecem antes de fundir (transição vítrea) e degradam-se a temperaturas moderadas.
• Densidade: metais alta, cerâmicos moderada a alta, polímeros baixa.
• Condutividade elétrica: metais elevada (elétrons livres), cerâmicos praticamente nula (isolantes), polímeros geralmente isolantes (alguns condutores poliméricos são exceção).
• Condutividade térmica: metais alta, cerâmicos moderada (bom isolante térmico em algumas formulações), polímeros baixa.
• Comportamento mecânico: metais dúcteis e tenazes, cerâmicos duros e frágeis, polímeros flexíveis e de resistência mecânica variável (depende do tipo e do grau de cristalinidade).
• Estabilidade térmica: metais têm ponto de fusão definido alto, cerâmicos são refratários (temperaturas de sinterização elevadas), polímeros amolecem antes de fundir (transição vítrea) e degradam-se a temperaturas moderadas.
Resposta
(a) Metais –
; alta densidade, elevada condutividade elétrica e térmica, grande ductilidade e tenacidade; ponto de fusão alto e deformação plástica antes da fratura.
(b) Cerâmicos – e/ou
; densidade moderada a alta, isolantes elétricos, moderada condutividade térmica, alta dureza e fragilidade, excelente resistência à temperatura e desgaste.
(c) Polímeros – nas cadeias + forças secundárias (
, dipolo–dipolo); baixa densidade, isolantes elétricos e térmicos, alta flexibilidade, resistência mecânica variável, amolecimento acima da transição vítrea e degradação térmica relativamente baixa.
(b) Cerâmicos –
(c) Polímeros –