Alguns materiais sólidos são compostos por átomos que interagem entre si formando ligações que podem ser covalentes, iônicas ou metálicas. A figura apresenta a energia potencial de ligação em função da distância interatômica em um sólido cristalino. Analisando essa figura, observa-se que, na temperatura de zero kelvin, a distância de equilíbrio da ligação entre os átomos (R0) corresponde ao valor mínimo de energia potencial. Acima dessa temperatura, a energia térmica fornecida aos átomos aumenta sua energia cinética e faz com que eles oscilem em torno de uma posição de equilíbrio média (círculos cheios), que é diferente para cada temperatura. A distância de ligação pode variar sobre toda a extensão das linhas horizontais, identificadas com o valor da temperatura, de T1 a T4 (temperaturas crescentes).
O deslocamento observado na distância média revela o fenômeno da
Esta questão avalia o conceito de dilatação térmica em nível atômico, explicada pelo modelo de energia potencial de ligação.
O gráfico mostra que a curva de energia potencial entre dois átomos é assimétrica: ela sobe abruptamente para distâncias curtas (repulsão) e sobe suavemente para distâncias longas (atração). Em T = 0 K, os átomos ficam exatamente em R₀, o ponto de mínima energia.
Quando a temperatura aumenta de T₁ a T₄, os átomos recebem energia térmica e passam a oscilar em torno de uma posição média maior que R₀. Isso ocorre justamente porque a assimetria da curva faz com que a posição média de oscilação se desloque progressivamente para distâncias interatômicas maiores a cada nível de energia. Esse aumento sistemático da distância média de ligação com o aumento da temperatura é exatamente o que chamamos de dilatação térmica.
As demais alternativas são incorretas porque: ionização envolve remoção de elétrons; dissociação e quebra de ligações covalentes implicam a ruptura completa das ligações, o que não ocorre aqui — os átomos continuam ligados, apenas mais afastados em média; formação de ligações metálicas é um processo de estruturação do sólido, não uma consequência do aquecimento descrito.
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