Relatorio Raio Atomico

DETERMINAÇÃO DOS RAIOS ATÔMICOS DE METAIS CRISTALINOS

Johnathan Binsfeld* & Rafael Anderson Ribeiro da Silva &Wellison de Jesus Kremes

Curso de Engenharia Civil, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Campus Toledo, 85902-490 - Toledo/Paraná/Brasil

Resumo

Apesar de um átomo não possuir um limite definido, é possível atribuir-lhe um tamanho com base em dados experimentais. Ele pode ser calculado a partir de dados já existentes, como densidade e massa molar. Pode-se determinar o tamanho do átomo usando o modelo de esferas rígidas. O valor encontrado não é exato, e sim um raio atômico médio, pois os dados utilizados para calculo foram experimentados e laboratório.

Palavras-chave

raio atômico, fator de empacotamento, célula unitária, estrutura cristalina.

INTRODUÇÃO

Por milhares de anos o homem usou a pedra para fabricar armas, utensílios e recipientes. Desde o ano 6000 a.C. o cobre estava sendo descoberto e seu uso foi crescendo e substituindo os utensílios de pedra ate 2000 a.C.

Com os romanos ouve a intensificação do uso do cobre, o emprego do metal se espalhava por onde o exercito marchava, conquistava e civilizava. Porem o cobre tomou real dimensão de metal indispensável em 1831, com a descoberta do gerador elétrico, por Faraday, de lá para os dias atuais a demanda do metal cresceu de forma notável.

Assim como o cobre, o chumbo também foi um dos primeiros metais utilizados pelo homem. Existem registros de que os chineses extraíam e produziam o chumbo na forma metálica em 3.000 a.C. e os fenícios exploravam seus depósitos minerais na Espanha desde 2.000 a.C., porém a primeira civilização a explorar extensivamente os depósitos de chumbo foi o Império Romano no século V a.C.

O chumbo pode ser utilizado na forma de metal puro ou associado a outros metais, com variadas composições químicas.

O interesse pelo chumbo ao longo da história e até os dias atuais deve-se às suas propriedades: boa maleabilidade, baixo ponto de fusão, resistência à corrosão, alta densidade, opacidade aos raios X e gama e estabilidade química no ambiente. Tais propriedades permitem seu uso em variadas tecnologias, como a fabricação de lâminas ou canos de alta flexibilidade e resistência, em soldas e revestimentos na indústria automotiva, em placas protetoras contra radiações ionizantes (p.ex. raios X), em ligas metálicas, revestimento de cabos, tintas, pigmentos e aditivos plásticos.

O ferro também possui uma grande importância na historia da humanidade. Há indícios de sua utilização já pelos sumérios e egípcios. A sua utilização a partir da idade do ferro não parou de se expandir, tanto em formas de aplicação como também expansão geográfica. As suas características de durabilidade, maleabilidade e resistência o fazem material adequado para uma ampla gama de aplicações, de armamentos a maquinas, assim como torna-se indispensável para construção de edificações nas ultimas décadas. Seu uso é indispensável para a humanidade, principalmente quando comercializado sob a forma de aço. O aço é uma liga de ferro, carbono e outros elementos em pequenas quantidades, a diferença fundamental entre ambos é a sua ductilidade.

Já a história do alumínio está entre as mais recentes no âmbito das descobertas minerais. Uma das razões é o fato de não se encontrar alumínio em estado nativo, e sim a partir de processos químicos.

A bauxita, minério que deu origem à obtenção de alumínio, foi identificada pela primeira vez em 1821, na localidade de Les Baux, ao Sul da França, por Berthier.

Naquela época, o alumínio ainda não era conhecido, pois só foi isolado em 1824 pelo químico Oersted. A primeira obtenção industrial do alumínio por via química foi realizada por Sainte-Claire Deville, em 06/02/1854 e no ano seguinte, na exposição de Paris, mostrou o primeiro lingote de um metal muito mais leve que o ferro.

Além de ser usado na construção civil o alumínio tem largo emprego em panelas e outros utensílios domésticos e eletrodomésticos. A densidade do alumínio é cerca de 1/3 da do aço, por esta razão já a muitos anos a indústria automobilística vem tentando aumentar cada vez mais o uso deste metal em substituição ao aço.

Todos os metais citados são sólidos cristalinos. Uma substancia pode ser dita cristalina quando os átomos ou moléculas que a constituem estão organizados de forma bem definida em uma rede tridimensional que se repete enumeramente ao longo do material.

Revisão Teórica

Raio atômico

Considera-se raio atômico a distancia do núcleo a ultima camada eletrônica do átomo.

Célula unitária

A organização dos átomos de um solido cristalino indica que pequenos grupos de átomos formam um padrão de organização tridimensional repetitivo. A célula unitária é o menor “pacote” de repetição de células. Dessa forma pode-se concluir que uma substancia é formada pela repetição tridimensional desse “pacote” inúmeras veses.

Estrutura cristalina dos metais

A estrutura cristalina de um sólido é a designação dada ao conjunto de propriedades que resultam da forma como estão espacialmente ordenados os átomos ou moléculas que o constituem.

No caso dos metais é utilizado o modelo de esferas rígidas para representar as estruturas cristalinas, cada esfera representa um núcleo iônico.

Sistemas Cristalinos

A partir das células unitárias, e levando em conta os eixos de simetria e a posição do centro geométrico de cada elemento do cristal, é possível descrever qualquer cristal com base em diagramas designados pelas redes de Bravais. As redes de bravais são as combinações básicas que resultam da combinação dos sistemas de cristalização com a disposição das partículas em cada célula unitária, havendo 14 formas de organização.

Estrutura cristalina cubica de faces centradas

É a célula unitária de geometria cubica, com os átomos localizados em cada um dos vértices e nos centros de todas as faces do cubo. Considerando que usamos o modelo de esferas rígidas, as