Porque os átomos possuem quantidades diferentes de energia, e tendem a se ligar a fim de se neutralizarem por meio do compartilhamento das cargas eletrônicas, a Teoria da Nucleação sugere que a todo instante, e em qualquer meio, surgem agregados atômicos. Duas grandezas influenciam diretamente o processo de agregação: a densidade (a população de átomos no meio) e a mobilidade dos átomos (definida por características do meio). Meios condensados com grande densidade e mobilidade atômica facilitam a formação de agregados, aumentando a chance dos átomos “se encontrarem”. A mobilidade atômica está associada, entre outros parâmetros, à temperatura do meio – em um líquido em resfriamento, as duas condições são satisfeitas: a densidade do líquido aumenta (fenômeno inerente ao resfriamento) enquanto a mobilidade atômica permanece (considerando a natureza líquida do meio). Porém esses agregados de moléculas ou íons são essencialmente instáveis enquanto não alcançarem um certo volume crítico.
Agregados cujo raio não ultrapasse o raio crítico (r) vão se dissolver, incorporando-se novamente ao líquido. Mas se o raio e volume dos agregados que se formam ultrapassam esse valor, eles tenderão a crescer e eventualmente formar uma nova fase. Essa nucleação pode ocorrer também em sólidos, tanto na superfície quanto no volume – formando novas fases sólidas.
Depois que os agregados se estabilizam, eles crescem, na medida em que mais átomos se ligam à superfície. A cinética do crescimento depende das restrições impostas pelos átomos que cercam o agregado – as tensões que serão criadas quando esse novo arranjo atômico aumentar de volume pela incorporação de vizinhos. A temperatura do corpo influenciará decisivamente na velocidade de crescimento da nova fase.
O que foi dito até agora é um resumo muito breve da teoria da nucleacão e crescimento de fases. Um aprofundamento pode ser obtido em livros de Ciências do Materiais e online (www.cienciadosmateriais.org , por exemplo). Os nomes de Willard Gibbs(1839-1903) e Max Volmer (1885-1965) são reconhecidos como iniciadores da produção teórica da nucleação.
Figura 1.1: Max Volmer (esquerda) e Willard Gibbs (direita).
