Estrutura Cristalina - Parte 01

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Estrutura Cristalina - Parte 01

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Apresentao do PowerPoint

1ESTRUTURA CRISTALINA

2ARRANJAMENTO ATMICOPor qu estudar?As propriedades de alguns materiais esto diretamente associadas sua estrutura cristalina (ex: magnsio e berlio que tm a mesma estrutura se deformam muito menos que ouro e prata que tm outra estrutura cristalina)Explica a diferena significativa nas propriedades de materiais cristalinos e no cristalinos de mesma composio (materiais cermicos e polimricos no-cristalinos tendem a ser opticamente transparentes enquanto cristalinos no)3ARRANJAMENTO ATMICOOs materiais slidos podem ser classificados em cristalinos ou no-cristalinos de acordo com a regularidade na qual os tomos ou ons se dispem em relao seus vizinhos.Material cristalino aquele no qual os tomos encontram-se ordenados sobre longas distncias atmicas formando uma estrutura tridimensional que se chama de rede cristalinaTodos os metais, muitas cermicas e alguns polmeros formam estruturas cristalinas sob condies normais de solidificao

4ARRANJAMENTO ATMICONos materiais no-cristalinos ou amorfos no existe ordem de longo alcance na disposio dos tomosAs propriedades dos materiais slidos cristalinos depende da estrutura cristalina, ou seja, da maneira na qual os tomos, molculas ou ons esto espacialmente dispostos.H um nmero grande de diferentes estruturas cristalinas, desde estruturas simples exibidas pelos metais at estruturas mais complexas exibidas pelos cermicos e polmeros

5CLULA UNITRIA(unidade bsica repetitiva da estrutura tridimensional)Consiste num pequeno grupos de tomos que formam um modelo repetitivo ao longo da estrutura tridimensional (analogia com elos da corrente)A clula unitria escolhida para representar a simetria da estrutura cristalina6CLULA UNITRIA(unidade bsica repetitiva da estrutura tridimensional)Clula UnitriaOs tomos so representados como esferas rgidas

7ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAISComo a ligao metlica no-direcional no h restries quanto ao nmero e posies dos vizinhos mais prximos.Ento, a estrutura cristalina dos metais tm geralmente um nmero grande de vizinhos e alto empacotamento atmico.Trs so as estruturas cristalinas mais comuns em metais: Cbica de corpo centrado, cbica de face centrada e hexagonal compacta.FIM!9SISTEMA CBICOOs tomos podem ser agrupados dentro do sistema cbico em 3 diferentes tipos de repetio

Cbico simplesCbico de corpo centradoCbico de face centrada

10SISTEMA CBICO SIMPLESApenas 1/8 de cada tomo cai dentro da clula unitria, ou seja, a clula unitria contm apenas 1 tomo.Essa a razo que os metais no cristalizam na estrutura cbica simples (devido ao baixo empacotamento atmico)Parmetro de rede

a11NMERO DE COORDENAO PARA CCCNmero de coordenao corresponde ao nmero de tomos vizinhos mais prximosPara a estrutura cbica simples o nmero de coordenao 6.12RELAO ENTRE O RAIO ATMICO (R) E O PARMETRO DE REDE (a) PARA O SITEMA CBICO SIMPLESNo sistema cbico simples os tomos se tocam na face

a= 2 R

13

FATOR DE EMPACOTAMENTO ATMICO PARA CBICO SIMPLES

Fator de empacotamento= Nmero de tomos x Volume dos tomosVolume da clula unitria

Vol. dos tomos=nmero de tomos x Vol. Esfera (4R3/3)Vol. Da clula=Vol. Cubo = a3

Fator de empacotamento = 4R3/3 (2R) 3

O FATOR DE EMPACOTAMENTO PARA A EST. CBICA SIMPLES O,52

14EST. CBICA DE CORPO CENTRADOO PARMETRO DE REDE E O RAIO ATMICO ESTO RELACIONADOS NESTE SISTEMA POR:accc= 4R /(3)1/2

Na est. ccc cada tomo dos vertices do cubo dividido com 8 clulas unitriasJ o tomo do centro pertence somente a sua clula unitria.Cada tomo de uma estrutura ccc cercado por 8 tomos adjacentesH 2 tomos por clula unitria na estrutura cccO Fe, Cr, W cristalizam em ccc

Filme

15RELAO ENTRE O RAIO ATMICO (R) E O PARMETRO DE REDE (a) PARA O SITEMA CCCNo sistema CCC os tomos se tocam ao longo da diagonal do cubo: (3) 1/2.a=4R

accc= 4R/ (3)1/2

16NMERO DE COORDENAO PARA CCCNmero de coordenao corresponde ao nmero de tomos vizinhos mais prximosPara a estrutura ccc o nmero de coordenao 8.17NMERO DE COORDENAOPara a estrutura ccc o nmero de coordenao 81/8 de tomo1 tomo inteiro

18FATOR DE EMPACOTAMENTO ATMICO PARA CCCFator de empacotamento= Nmero de tomos x Volume dos tomosVolume da clula unitria

O FATOR DE EMPACOTAMENTO PARA A EST. CC O,68

(demonstre)19EST. CBICA DE FACE CENTRADAO PARMETRO DE REDE E O RAIO ATMICO ESTO RELACIONADOS PARA ESTE SISTEMA POR:

acfc = 4R/(2)1/2 =2R . (2)1/2

Na est. cfc cada tomo dos vertices do cubo dividido com 8 clulas unittiasJ os tomos das faces pertencem somente a duas clulas unitriasH 4 tomos por clula unitria na estrutura cfc o sistema mais comum encontrado nos metais (Al, Fe, Cu, Pb, Ag, Ni,...)Filme 25

20NMERO DE COORDENAO PARA CFCNmero de coordenao corresponde ao nmero de tomos vizinhos mais prximoPara a estrutura cfc o nmero de coordenao 12.21NMERO DE COORDENAO PARA CFCPara a estrutura cfc o nmero de coordenao 12.