TAREFA EM GRUPO: CONSTRUÇÃO DE ESTRUTURAS DE EMPACOTAMENTO

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO DE JANEIRO

CAMPUS NILOPOLIS

BACHARELADO EM QUIMICA

TAREFA EM GRUPO:

CONSTRUÇÃO DE ESTRUTURAS DE EMPACOTAMENTO

Alunos: Cleuber Mendes

              Luís Felipe F. F. Coelho

              Robson Corrêa

Professora: Márcia Kaezer

Aula do dia: 06/02/19

Nilópolis - 2019

Questão 1

O objetivo do presente é familiarizar os alunos, de forma visual, à respeito da conformação molecular denominada empacotamento.

A atividade consiste em empilhar bolas de isopor em três camadas, iniciando-se, na primeira camada com 1 (catorze) bolinhas, de forma que estas ocupem o máximo de espaço, e deixem o mínimo de espaços vazios o possível.

Questão 2

 A 1ª camada de empacotamento compacto consiste em esferas em contato com cada esfera, tendo 6 vizinhos mais próximos no plano;

[pic 1]

Questão 3

A 2ª Camada é formada colocando-se as esferas nos buracos da primeira camada;

[pic 2]

Questão 4

A 3ª Camada podem ser formada de duas maneiras, formando polítipos (estruturas que são idênticas em 2D, mas são diferentes em 3D):

- O primeiro polítipo é formado com as bolas da terceira camada acima das bolas da primeira camada (empacotamento compacto hexagonal);

[pic 3]     [pic 4]       [pic 5]

- O segundo polítipo é formado com as bolas da terceira camada acima das cavidades da primeira camada (empacotamento cúbico compacto);

[pic 6][pic 7]  [pic 8]    [pic 9]

- O número de coordenação é 12 para os dois polítipos.

Questão 5

O número de ligantes na esfera de coordenação é chamado de número de coordenação (N.C.) da estrutura.

Nos sólidos, um intervalo amplo de números de coordenações, pode ocorrer, desta forma, a origem da riqueza estrutural e também da diversidade química destes sólidos iônicos provém, justamente, da capacidade do número de coordenação variar até 12.

Questão 6

Muitos elementos cristalinos comumente encontrados são derivados, ou podem ser descritos em termos de estrutura, sendo a hexagonal ou cúbica de empacotamento. Por causa de sua forma, as esferas não podem preencher por completo os espaços. Num arranjo de empacotamento de esferas, apenas 74% do espaço estarão preenchidos. Assim os 26% restantes do espaço estão desocupados e podem ser considerados como sendo “buracos”, presentes no retículo cristalino.

Ocorrem dois tipos diferentes de interstícios:

1. Alguns delimitados por quatro esferas e são denominados interstícios tetraédricos; e,
2.  outros, delimitados por seis esferas, sendo denominados interstícios octaédricos.

Para cada esfera num arranjo de empacotamento, há um interstício octaédrico e dois tetraédricos. Os interstícios octaédricos são maiores que os tetraédricos.

Questão 7

Compostos iônicos podem ser classificados nos grupos AX, AX2 e AX3, dependendo do número relativo de íons positivos e negativos.

As estruturas podem ser definidas como:

1.  Estrutura cúbica de empacotamento – que é dividida em:

1. Estrutura cúbica de face centrada –  No empacotamento cúbico de face centrada compacto, a terceira camada não está acima nem da primeira e nem da segunda camada;

1. Estrutura cúbica de corpo centrado – Na estrutura cúbica de corpo centrado, há uma esfera no centro de um cubo com as esferas em cada vértice, com um número de coordenação igual a 8. Esta estrutura é menos compacta que a estrutura hexagonal compacta e a cúbica de face centrada.

1.  Estrutura hexagonal de empacotamento – no empacotamento hexagonal compacto, a terceira camada reproduz a primeira camada, originando uma estrutura do tipo ABA.

Questão 8

Existe ainda a estrutura primitiva, na qual as esferas estão localizadas no vértice de um cubo.

Nesta estrutura, o número de coordenação (N.C.) é igual a 6.

É uma estrutura pouco comum, uma vez que não possui uma boa eficiência.

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