Estrutura cristalina dos solidos. Еxercicios

ESTRUTURA CRISTALINA DOS SOLIDOS

EXERCICIOS

1. Explique a diferença entre materiais cristalinos de materiais não-cristalinos em termos de arranjo atômico.

Sólidos cristalinos são substâncias que pode ser considerada cristalina quando os átomos ou moléculas que a constitui estão dispostos segundo uma rede tridimensional bem definida e que é repetida por milhões de vezes. (Ordem de longo alcance) Já os sólidos amorfos ou não-cristalinos em geral, não apresentam regularidade na distribuição dos átomos.

2. Quais são as estruturas cristalinas mais comuns encontradas nos materiais metálicos?

Três são as estruturas cristalinas mais comuns em metais: Cúbica de corpo centrado (CCC), cúbica de face centrada (CFC) e hexagonal compacta (HC).

3. O que você entende como “fator de empacotamento atômico” e de que depende?

O fator de empacotamento atômico (ou FEA) é um índice que varia de zero a um e representa a fração do volume de uma célula unitária que corresponde a esferas sólidas, assumindo o modelo da esfera atômica rígida. Tem como objetivo informar quantos átomos podem ser organizados numa estrutura cristalina e determinar a qualidade no empilhamento. Com outras palavras ele mede a fração de espaço da rede que é efetivamente ocupado pelos átomos. Isto porque a forma como os átomos estão arranjados (o tipo de estrutura cristalina) pode ocupar mais eficientemente ou não o espaço. Este fator é definido como a razão entre o espaço ocupado pelos átomos em uma célula unitária e o volume da célula cristalina. Neste caso, os átomos são representados por esferas sólidas que se tocam para construir a rede.

4. Explique os conceitos de Polimorfismo e Alotropia? Quais as conseqUências deste fenômeno nas propriedades dos materiais? Cite dois exemplos de materiais que exibem polimorfismo.

Polimorfismo é o fenômeno que ocorre em alguns metais e não-metais, de

poderem ter mais do que uma estrutura cristalina. Já a alotropia é quando é encontrado em sólidos elementares, quando eles podem ter mais do que uma

estrutura cristalina. Esta condição é conhecida por Alotropia. Geralmente acompanham mudanças de densidade e de outras propriedades físicas. Exemplos de polimorfismo Carbono: grafita - polimorfo estável nas condições ambientes; diamante - formado a pressões extremamente elevadas. e Ferro Puro: Estrutura Cristalina CCC - temperatura ambiente; Estrutura Cristalina CFC - temperatura de 912°C (1674°F).

5. Defina Célula Unitária

Uma forma de representação da unidade que se repete indefinidamente numa estrutura cristalina. Numa célula unitária de uma estrutura cristalina são representados posições atômicas e pontos da rede, cujas arestas são vetores unitários da rede.

6. Quando um material sólido pode ser considerado cristalino?

Depende da facilidade segundo a qual uma estrutura atômica aleatória no estado líquido pode se transformar em um estado ordenado durante o processo de solidificação.

7. Quais