Estrutura Cristalina

ARRANJO ATÔMICO

Porqueestudar? ŠAs propriedadesde algunsmateriaisestão diretamenteassociadasà suaestrutura cristalina(ex: magnésioe berílioquetêma mesmaestruturase deformammuitomenos queouroe prataquetêmoutraestrutura cristalina)

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ARRANJO ATÔMICO

Porqueestudar? ŠExplicaa diferençasignificativanas propriedadesde materiaiscristalinose não cristalinosde mesmacomposição(materiais cerâmicose poliméricosnão-cristalinos tendema ser opticamentetransparentes enquantocristalinosnão)

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ARRANJO ATÔMICO

ŠOs materiais sólidos podem ser classificados de acordo com a regularidade na qual os átomos ou íons se dispõem em relação aos seus vizinhos.

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ARRANJO ATÔMICO

Š ŠMaterial cristalino Material cristalinoé aquele no qual os átomos encontram-se ordenados sobre longas distâncias atômicas formando uma estrutura tridimensional que se chama de rede cristalina

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ARRANJO ATÔMICO

ŠTodos os metais, muitas cerâmicas e alguns polímeros formam estruturas cristalinas sob condições normais de solidificação

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ARRANJO ATÔMICO

ŠNos materiais não materiais não- -cristalinos ou cristalinos ou amorfos amorfosnão existe ordem de longo alcance na disposição dos átomos

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ARRANJO ATÔMICO

ŠAs propriedades dos materiais sólidos cristalinos dependem da estrutura cristalina, ou seja, da maneira na qual os átomos, moléculas ou íons estão espacialmente dispostos.

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ARRANJO ATÔMICO

ŠHá um grande número de diferentes estruturas cristalinas, desde estruturas simples exibidas pelos metais até estruturas mais complexas exibidas pelos cerâmicos e polímeros.

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CÉLULA UNITÁRIA (unidadebásicarepetitivadaestruturatridimensional)

ŠConsiste num pequeno grupos de átomos que formam um modelo repetitivo ao longo da estrutura tridimensional (analogia com elos da corrente) ŠA célula unitária é escolhida para representar a simetria da estrutura cristalina

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CÉLULA UNITÁRIA (unidadebásicarepetitivadaestruturatridimensional)

CélulaUnitária

Os átomos são representados como esferas rígidas

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ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS

ŠComo a ligação metálica é não-direcional não há restrições quanto ao número e posição dos vizinhos mais próximos.

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ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS ŠEntão, a estrutura cristalina dos metais têm geralmente um número grande de vizinhos e alto empacotamento atômico.

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ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS ŠTrês são as estruturas cristalinas mais comuns em metais: Cúbica de corpo Cúbica de corpo centrado, cúbica de face centrada e centrado, cúbica de face centrada e hexagonal compacta hexagonal compacta.

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SISTEMA CÚBICO

Os átomos podem ser agrupados dentro do sistema cúbico em 3 diferentes tipos de repetição

„Cúbico simples „Cúbico de corpo centrado „Cúbico de face centrada

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SISTEMA CÚBICO SIMPLES

ŠApenas 1/8 de cada átomo cai dentro da célula unitária, ou seja, a célula unitária contém apenas 1 átomo. ŠEssa é a razão que os metais não cristalizam na estrutura cúbica simples (devido ao baixo empacotamento atômico)

Parâmetro de rede

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NÚMERO DE COORDENAÇÃO PARA CCC

Š ŠNúmero Númerode de coordenação coordenaçãocorresponde aonúmerode átomosvizinhosmais próximos ŠPara a estruturacúbicasimples o númerode coordenaçãoé 6.

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RELAÇÃO ENTRE O RAIO ATÔMICO (R) E O PARÂMETRO DE REDE (a) PARA O SITEMA CÚBICO SIMPLES

ŠNo sistemacúbico simples osátomosse tocamnaface

Ša= 2 R

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FATOR DE EMPACOTAMENTO ATÔMICO PARA CÚBICO SIMPLES

Fatorde empacotamento= Númerode átomosx Volume dos átomos Volume dacélulaunitária

Vol. dos átomos=númerode átomosx Vol. Esfera(4πR3/3) Vol. Dacélula=Vol. Cubo= a3

ŠFatorde empacotamento= 4πR3/3 (2R) 3

O FATOR DE EMPACOTAMENTO PARA A EST. CÚBICA SIMPLES É O,52

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EST. CÚBICA DE CORPO CENTRADO

ŠO PARÂMETRO DE REDE E O RAIO ATÔMICO ESTÃO RELACIONADOS NESTE SISTEMA POR: accc= 4R /(3)1/2

ŠNa est. ccc cadaátomodos vérticesdo cubo é divididocom 8 célulasunitárias ŠJáo átomodo centro pertencesomentea suacélulaunitária. ŠCadaátomode umaestruturaccc é cercado por8 átomosadjacentes ŠHá2 átomos/célulaunitárianaestruturaccc ŠO Fe(α), Cr, W, V, Nb, Mo cristalizamem ccc.

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RELAÇÃO ENTRE O RAIO ATÔMICO (R) E O PARÂMETRO DE REDE (a) PARA O SITEMA CCC

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