EXERCICIOS I Com Resposta

Programa de Ps Graduao em Cincia e Engenharia de Materiais -PGCEM

Departamento de Engenharia Mecnica - DEMUNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

Cincia dos Materiais Lista de Exerccios I - Estrutura Atmica e Ligao Interatmica

1. A anlise qumica nos laboratrios de cincia de materiais , constantemente, realizada por meio de

microscpio eletrnico de varredura. Sabemos que um feixe de eltrons gera raios X caractersticos

que podem ser usados para identificar elementos qumicos. Este instrumento sonda um volume

relativamente cilndrico na superfcie de um material slido. Calcule o nmero de tomos em uma

amostra cilndrica de 1 m de dimetro por 1 m de profundidade na superfcie do cobre slido.

2. Cite a diferena entre massa atmica e peso atmico.

3. O cromo possui quatro istopos de ocorrncia natural: 4,34 % de 50Cr, com um peso atmico de

49,9460 uma; 83,79 % de 52Cr, com um peso atmico de 51,9405 uma; 9,50 % de 53Cr com um peso

atmico de 52,9407 uma e 2,37 % de 54Cr, com um peso atmico de 53,9389 uma. Com base nesses

dados, confirme que o peso atmico mdio do Cr de 51,9963.

4. Quantos gramas existem em 1 uma de material?

5. Um mol de MgO slido ocupa um cubo de 22,37 mm de um lado. Calcule a densidade do MgO (em

g/cm3).

6. Calcule as dimenses de um cubo contendo 1 mol de magnsio slido.

7. Calcule o nmero de tomos contidos em um cilindro de 1 m de dimetro por 1 m de

profundidade de (a) magnsio e (b) chumbo.

8. Usando a densidade do MgO calculada no problema 5, calcule a massa de um tijolo de MgO

refratrio com as dimenses 50 mm x 100 mm x 200 mm.

9. Calcule as dimenses de (a) um cubo que contm 1 mol de cobre e (b) de outro que contm 1 mol de chumbo.

10. D as configuraes eletrnicas para os seguintes ons: Fe2+, Al3+, Cu+, Ba2+, Br- e O2-.

11. (a) Compare as configuraes eletrnicas para os tomos Na e Cl e ons de NaCl(b) Quais os tomos de gs nobre possuem configuraes eletrnicas equivalentes quelas dos ons formados no composto NaCl.

12. (a) Crie um esboo ilustrando os tomos de Mg e O e os ons em MgO(b) Compare as configuraes eletrnicas para os tomos e ons ilustrados em (a).(c) Mostre quais tomos de gs nobre possuem configuraes eletrnicas equivalentes s ilustradas em (a).

13. Um anel de ouro usado para formar um retentor em uma cmara de alto vcuo. O anel formado

a partir de 80 mm de um fio com dimetro de 1,5 mm. Calcule o nmero de tomos de ouro do

anel.

14. Sendo a densidade do alumnio 2,70 g/cm3, quantos tomos existem por cm3?

15. A folha de alumnio utilizada na preservao de alimentos pesa em torno de 0,0465 g/cm2. Quantos

eltrons esto contidos em um centmetro quadrado desta folha?

16. Os cientistas estudam utilizar nanopartculas de materiais magnticos, tal como ferro-platina (FePt),

como meio para armazenar elevadssimas quantidades de dados. De fato, arranjos de tais partculas

tm potencial para permitir armazenagem de trilhes de bits de dados por centmetro quadrado, ou

seja, uma capacidade de 10 a 100 vezes superior de dispositivos convencionais, como os atuais

discos rgidos de computadores. Caso esses cientistas tenham considerado partculas de ferro (Fe)

puro com 3 nm de dimetro, qual ser o nmero de tomos em cada partcula?




17. Explique por que os materiais ligados covalentemente so, em geral, menos densos que os materiais

ligados ionicamente ou por ligaes metlicas?

18. Para se revestir uma pea de ao (rea superficial: 1290 cm2) com uma camada de nquel de 0,005

cm de espessura (a) quantos tomos de nquel so necessrios? (b) Quantos moles de nquel so necessrios?




RESPOSTAS DE ALGUNS EXERCCIOS

1. 6,64.1010 tomos

5. d = 3,60 g/cm3

6. 2,408 cm

7. (a) N = 3,384.1010 tomos Mg (b) N = 2,588.1010 tomos Pb

8. 3.600 g

9. (a) 1,923 cm (b) 2,63 cm

13. N = 8,33.1021 tomos

14. N = 6,027.1023 tomos

15. e = 1,349.1022 eltrons

16. N = 6,64.1010 tomos

18. (a) N = 5,88x1023 tomos (b) 0,978 moles

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