Aula01-CMAT-Estrutura Atômica e Cristalina 2012-2

ESTRUTURA ESTRUTURA ATMICA DOS ATMICA DOS MATERIAISMATERIAISCincias dos Matrias

struturas atmicas

Podem ser classificadas de acordo com a regularidade com que os tomos ou ons esto arranjados uns em relao aos outros emMateriais cristalinos os tomos esto

situados em um arranjo que se repete, peridico ao longo de grandes distncias atmicas ordem de longo alcance

Materiais no cristalinos ou amorfos

STRUTURA CRISTALINA

m material cristalino aquele no qual os tomos esto situados em um arranjo que se repete ou que peridico ao longo de grandes distncias atmicas; ex. planificado.

Estruturas cristalinas ordenao atmica de longo alcance.

Material no cristaliza no-cristalino ou amorfo.

ESTRUTURA DE SESTRUTURA DE SLIDOS CRISTALINOSLIDOS CRISTALINOS

ristalino versus no-cristalino

SiO2 cristalino SiO2 vtreo

strutura cristalina

Maneira segundo a qual os tomos, ons ou molculas esto arranjados espacialmente (exibindo ordem de longo alcance)Metais em geral apresentam estruturas cristalinas mais simples que cermicas e polmeros


Representao de uma estrutura cristalina tridimensional com destaque dos tomos que


LULAS UNITRIAS

ara descrever uma estrutura cristalina, subdivide-se ma estrutura em pequenas entidades que se repetem e

e chamamos de clulas unitrias.

eometria da clula unitriaParmetros de rede:

- comprimento das arestas: a, b e c, na direo dos trs eixos x, y e z de um sistema de coordenadas com origem em um dos vrtices da clula unitria;

- ngulos , , entre as arestas yz, xz e xy, respectivamente.

stemas Cristalinos


ESTRUTURAS CRISTALINAS DE METAIS


Obs: 1nm=10-9m;

Estrutura Cbica de Face Centrada (CFC)

O comprimento da aresta do cubo a e o raio atmico R esto relacionados atravs da expresso:

4 tomos por clula unitria

NC = 12 Nmero de Coordenao

FEA = 0,74 Fator de Empacotamento Atmico

22Ra

: cobre,

Estrutura Cbica de Corpo Centrado (CCC)

O comprimento da aresta do cubo a e o raio atmico R esto relacionados atravs da expresso:

2 tomos por clula unitria

NC = 8 Nmero de Coordenao

FEA = 0,68 Fator de Empacotamento Atmico

34 Ra

Estruturas Hexagonal Compacta (HC)

tomos por clula unitria

A razo c/a deve ser 1,633 (desvio nesta razo com relao eal).

O NC e FEA = CFC 12 e 0 74 respectivamente

DENSIDADEDENSIDADE

AC NVAn..

= densidade (kg/m ou g/cm)n = n de t. Associados a cada clula unitria (t)

A = peso atmico (Kg/mol ou g/mol)

VC = volume da clula unitria (m ou cm)

Densidade verdadeira de slidos metlicos

limorfismoDois cristais so ditos polimorfos (alotrpicos) quando, embora apresentem a mesma composio qumica, possuem estruturas diferentes, em funo da emperatura e/ou presso.

Exemplo: ferro

agrama de Equilbrio Fe-Fe3C

nocristal:

Quando o arranjo peridico e repetido de tomos perfeito ou se estende ao longo da totalidade da amostra, sem interrupo.

Todas as clulas unitrias se ligam da mesma maneira e possuem a mesma orientao.

ATERIAIS CRISTALINOSATERIAIS CRISTALINOS

Policristal:terial composto por muitos cristais pequenos ou gros.

xemplo 1Calcule o volume Vc de uma clula unitria de CFC em termos do raio atmico R.

xemplo 2

Mostre que o fator de empacotamento atmico FEA para a estrutura cristalina CFC de 0,74.

Vnunitriaclulaumaemtomosdevolume

xemplo 3O cobre possui um raio atmico de 0,128 nm, uma estrutura cristalina CFC, e um peso atmico de 63,5 g/mol. Calcule a sua densidade e compare com o valor experimental de 8,94 g/cm.

xemplo 4Calcule o volume Vc de uma clula unitria de CCC em termos do raio atmico R.

xemplo 5

Mostre que o fator de empacotamento atmico FEA para a estrutura cristalina CCC de 0,68.

Vnunitriaclulaumaemtomosdevolume

xemplo 6O cromo possui um raio atmico de 0,1249 nm, uma estrutura cristalina CCC, e um peso atmico de 51,996 g/mol. Calcule a sua densidade em g/cm.

xemplo 7Calcule o volume Vc de uma clula unitria de HC em termos do raio atmico R. Considere: c=1,633a ou que o tetraedro regular tem altura: a3

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