O Estado Cristalino

Nome:  Igor Fiedler de Bastos                                                                              Data: 07/12/2021

ESTADO CRISTALINO

     Os sólidos são classificados segundo a sua distribuição espacial de átomos, moléculas ou íons. Os sólidos cristalizados são compostos por moléculas que são organizados de forma repetitiva e tridimensional, cuja ordem é de longo alcance. Metais, cerâmicas e alguns polímeros formam materiais cristalizados.

CRISTAIS METÁLICOS [pic 1]

     São as estruturas cristalinas mais simples. A ligação metálica deixa um grande número de elétrons livres que se movem na rede cristalina formando uma nuvem eletrônica. Esses elétrons se movem entre os caroços iónicos mantendo-os juntos e atuando como uma ligação formando estruturas cristalinas compactas. Existem três tipos de estruturas para os cristais metálicos são eles: CCC, CFC, HC.

CRISTAIS IÔNICOS

     Um Cristal Iônico é um sólido isolante formado por íons positivos e íons negativos, que se atraem com forças Coulombianas. O exemplo mais simples é o cristal de NaCl, onde o íon de Na+ e íon de Cl- atraem-se eletrostaticamente para formar o cristal um cristal ideal tem seus íons distribuídos periodicamente, formando a rede cristalina, e por isso são frequentemente encontrados na natureza com belas formas externas, que refletem a sua estrutura microscópica.[pic 2]

     As Estruturas cristalinas iônicas é descrita como um arranjo compacto formado por cátions e ânions onde os cátions por apresentarem um tamanho inferior ao dos ânions, na maioria dos casos, se alocam nos vazios deixado pela rede de ânions. Estas estruturas são chamadas de AX.

 [pic 3]

Existem alguns cristais iônicos que apresentam cargas de ânions e cátions diferentes. Nesse caso a estrutura se modifica aceitando mais ions de carga negativa para conseguir se manter neutro. Essas estruturas são chamadas de AmXp.

CRISTAL COVALENTE[pic 4]

     O cristal covalente é composto por uma quantidade elevada de átomos que estão ligados por ligação covalente, esse cristal pode ser interpretado como uma macromolécula, o P.F é extremamente alto, esses cristais não são condutores de energia. Por exemplo: Diamante (C), Silício (Si), Carborundum (SiC).

MATERIAL MONOCLISTALINO E POLICRISTALINO [pic 5]

     Os cristais monocristalinos são aqueles compostos por apenas um cristal. Os sólidos são compostos por uma única rede cristalina e, portanto, possuem uma ordem de longo alcance.

     Já os policristais são sólidos compostos por vários cristais ou grão pequenos. Eles são organizados em orientações diferentes apresentando diferentes formas.

 Os cristais policristalinos por apresentarem vários grãos interligados podem sofrer mais com o processo de corrosão uma vez que, os contornos dos grãos por serem regiões de maior energia e distorções na rede cristalina, são locais preferenciais de difusão dos átomos de Carbono e precipitação destes constituintes, fazendo com que essas regiões percam muito da resistência a corrosão.[pic 6]

DEFEITOS

     Defeitos cristalinos podem ser definidos como irregularidades na rede cristalina com uma ou mais das dimensões na ordem do diâmetro atômico.[pic 7]

     Defeitos pontuais são pontos na rede cristalina onde falta um átomo (vazios ou lacunas), tem a presença de um átomo extra (intersticial), ou um átomo da rede foi substituído por um átomo diferente (substitucional).

     Defeitos superficiais e interfaciais são aqueles que se estendem por duas dimensões. O defeito superficial acontece na superfície externa quando os átomos dessa região concentram maior energia que os do núcleo e, com isso, dão origem a uma energia de superfície. Já o interfacial acontece no contorno dos grãos dos sólidos policristalinos. Nestes contornos cria-se uma energia extra denominada energia interfacial, esses contornos ficam mais sucessíveis a acúmulos de impurezas e como já mencionado facilitando a corrosão.

   Já os defeitos em volume são causados por vazios deixados por um preenchimento incompleto do volume disponível esses vazios são os poros. Quanto maior for a porosidade do solido menor será a resistência desse solido.

ESTADO AMORFO[pic 8]

     Vimos que os sólidos cristalinos são compostos por átomos, moléculas ou ions arranjados de uma forma periódica em três dimensões, ou seja, as posições ocupadas seguem uma ordenação que se repete para grandes distâncias atômicas (de longo alcance). Já os sólidos que apresentam estado amorfo são compostos por átomos, moléculas ou íons que não apresentam uma ordenação de longo alcance. Podem apresentar ordenação de curto alcance. Entre os sólidos amorfos destacam-se os plásticos, os vidros, os sabões, as parafinas e muitos outros compostos orgânicos e inorgânicos.