A Estrutura de Sólidos Cristalinos São pequenas grupos de átomos que formam um padrão repetitivo. Uma célula unitária é escolhida para representar a simetria da estrutura cristalina, ela consiste na unidade estrutural básica ou bloco de construção básico da estrutura cristalina e define a estrutura cristalina em virtude da sua geometria e das posições dos átomos no seu interior. Estruturas cristalinas em metais a)Estrutura cristalina cúbica de faces centradas (CFC) :Possui uma geometria cúbica, com os átomos localizados em cada um dos vértices e nos centros de todas as faces do cubo. Ex. cobre, alumínio prata, ouro. o comprimento da aresta ( a) do cubo e o raio atômico (R) estão relacionados como Número de coordenação: cada átomo possui o mesmo número de vizinhos mais próximos ou de átomos em contato. No caso para CFC, o número de coordenação é 12. Fator de empacotamento atômico (FEA) ;representa a fração do volume de uma célula unitária que corresponde a esferas sólidas, assumindo o modelo de esfera atômica rígida, ou FEA =volume de átomos em uma célula unitária volume total da célula unitária Para a estrutura CFC ,o fator de empacotamento é de 0,74. b)Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC) :possui uma célula unitária com átomos localizados em todos os oito vértices e um único átomo localizado no centro do cubo. O número de coordenação é menor na CCC =8 do que na CFC ,o fator de empacotamento atômico também é menor, cerca de 0,68 .c)Estrutura cristalina hexagonal compacta (HC) ;são células unitárias com a forma hexagonal. As faces superior e inferior da célula unitária são compostas por seis átomos que formam hexágonos regulares e que se encontram em torno de um único átomo no centro. Um plano intermediário fornece três átomos adicionais,localizados entre os planos superior e inferior. Seja a e c as dimensões menor e maior respectivamente da célula unitária. A razão c/a deve ser de 1,633. O número de coordenação e o fator de empacotamento atômico para estrutura HC é o mesmo da estrutura CFC. Cálculos da densidade n=número de átomos associados a cada célula unitária A= peso atômico Vc =volume da célula unitária NA= número de Avogadro ( 6,023x1023 átomos/mol) 1º. Lista de exercícios: 1-Mostre que o fator de empacotamento atômico para o CCC é de 0,68 2- Calcule o raio de um átomo de vanádio, dado que possui uma estrutura cristalina CCC, uma densidade de 5,96 g/cm3 e um peso atômico de 50,9 g/mol. 3- Um metal hipotético possui a estrutura cristalina cúbica simples. Se o seu peso atômico é de 70,4 g/mol e o raios atômico de 0,126 nm, calcule a sua densidade. 4- O zircônio possui uma estrutura cristalina HC e uma densidade de 6,51 g/cm3. Qual o volume de sua célula unitária em metros cúbicos? 5- O ródio (Rh) possui um raio atômico de 0,1345 nm ,uma densidade atômica de 12,41 g/cm3. Determine se possui estrutura cristalina CCC ou CFC 6- Abaixo estão listados o peso atômico, a densidade e o raio atômico para duas ligas hipotéticas. Para cada uma determine se a sua estrutura cristalina é CFC, CCC ou CS. Liga Peso Atômico(g/mol) densidade(g/cm3) Raio Atômico(nm) A 77,4 8,22 0,125 B 127,3 9,23 0,142 7- A célula unitária para o estanho possui uma simetria tetragonal com os parâmetros de rede a e b de 0,583 e 0,318 nm, respectivamente. Se a sua densidade é 7,30 g/cm3 ,seu peso atômico de 118,69 g/mol e raio atômico de 0,151 nm, calcule o fator de empacotamento atômico.Dados: Vc=a x a x b e n= 4 átomos 8- O iodo possui uma célula unitária ortorrômbica, para a qual os parâmetros de rede a, b, c são 0,479, 0,725 e 0,978 ,respectivamente. a) Se o fator de empacotamento atômico e o raios atômico são 0,547 e 0,177 nm, respectivamente, determine o número de átomos em cada célula unitária. b) o peso atômico do iodo é de 126,91 g/mol, calcule a sua densidade Dados:a b c ,A=126,9 g/mol
