Estrutura Cristalina

Estrutura Cristalina

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Estrutura de Sólidos Cristalinos

Profa. DraDaniela Becker

Assunto

Estrutura cristalina: conceitos fundamentais, célula unitária,

Sistemas cristalinos,

Polimorfismo e alotropia

Direções e planos cristalográficos, anisotropia,

Estruturas Cris talinas

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

Material cristalino

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

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

Estruturas Cris talinas

Estrutura Cristalina –maneira segundo a qual os átomos, íons ou moléculas estão arranjadas

Modelo de esfera rígida atômica –esferas sólidas com diâmetros definidos representam os átomos onde os vizinhos mais próximos se tocam entre si

Estruturas Cris talinas

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

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

Háum número grande de diferentes estruturas cristalinas, desde estruturas simples exibidas pelos metais até estruturas mais complexas exibidas pelos cerâmicos e pol í mer os

Célula Unitária

Consiste num pequeno grupos de átomos que formam um modelo repetitivo ao longo da estrutura tridimensional (analogia com elos da corrente)

A célula unitária éescolhida para representar a simetria da estrutura cristalina

Sistemas Cristalinos

Estes sistemasincluemtodasas possíveis geometriasde divisãodo espaçopor supe rfície splana scontínu as

Os sete sistemas cristalinos Os sete sistemas cristalinos

AS 14 REDES DE BRAVAIS

Dos 7 sistemas cristalinos podemos identificar 14 tipos diferentes de células unitárias, conhecidas com redes de Bravais. Cada uma destas células unitárias tem certas características que ajudam a diferenciá-las das outras células unitárias. Além do mais, estas características também auxiliam na definição das propriedades de um material particu lar.

Estrutura Crist alina dos Metais

Como a ligação metálica énão-direcional não há restrições quanto ao número e posições dos vizinhos mais próximos.

Então, a estrutura cristalina dos metais têm geralmente um número grande de vizinhos e alto empa cota mento at ômico .

Três são as estruturas cristalinas mais comuns em metais: Cú bica de corpo centrado, c bica de corpo centrado, cúú bica de face bica de face centrada e hexagonal compacta centrada e hexagonal compacta.

Sistema Cúbico

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

Cúbico simples Cúbico de corpo centrado

Cúbico de face centrada

Sistema Cúbico Simples

Apenas 1/8 de cada átomo cai dentro da célula unitária, ou seja, a célula unitária contém apenas 1 átomo.

Essa éa razão que os metais não cristalizam na estrutura cúbica simples (devido ao baixo em pacot am en to a tôm ico )

Parâmetro de rede a

Núm ero de Coor denação de coordenacoordena çção ão cor responde ao nú merode átom os vizinhos mais pr óxim os

Para a estruturacúbicasimples o númerode coordenação é 6.

Relaçãoentreo raioatômico(r) e o parâmetrode rede(a) parao sitemacúbicosimples

No sistemacúbico simples osátomosse tocam nafac e

Fator de E mpacotame nto Atômi co para Cúbico Simples

Fatorde empacotamento= Númerode átomosx Volume dos átomos Volume da célulaunitária

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

Cúbica de Corpo Centrado

Cadaátomodos vertices do cubo édivididocom 8 célulasunitárias

Jáo átomodo centropertence somen te a su acélula unitár ia.

Há2 á tomos porcélulauni tár ia na estr utur accc

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