Estrutura dos Sólidos Cristalinos

Classificação segundo a regularidade pela qual seus átomos ou íons estão arranjados uns em relação aos outros.
1. Cristalinos
  1. Átomos estão posicionados segundo um arranjo periódico ou repetitivo ao longo de grandes distâncias atômicas. Isto é, existe uma ordem de longo alcance.
  2. Estrutura Cristalina
    1. Maneira segundo a qual os átomos, íons ou molecúlas estão arranjados no espaço.
      1. CS, CCC, CFC, HC, etc.
        Modelo Atômico
        Esfera Rígida: ás esferas sempre tocam umas nas outras e tem diâmetro bem definido.
    2. Rede Cristalina
      1. Arranjo tridimensional das estruturas cristalinas. Pontos que coincidem com as posições dos átomos.
    3. Célula Unitária
      1. É a unidade estrutural básica, bloco construtivo da estrutura cristalina.Subdivisão da estrutura em pequenas partes. É escolhida para representar a simetria da estrutura cristalina, de forma que todas as posições dos átomos no cristal podem ser geradas por translações dos fatores inteiros dos comprimentos da célula unitária ao longo de cada uma das suas arestas.
      2. Convenientemente, os vértices do paralelepípedo devem coincidir com os centros dos átomos representados como esferas rígidas.
2. Amorfos
  1. Materiais que não se cristalizam, a ordem atômica de longo alcance está ausente.
Estrutura Cristalina dos Metais
1. Tem ligação metálica, então é de natureza não direcional. Consequentemente são mínimas as restrições em relação à quantidade e a posição dos átomos vizinhos mais próximos. Isso leva a números relativamente elevados de vizinhos próximos e arranjos atômicos compactos para a maioria das estruturas cristalinas dos metais.
  1. Cada esfera representa um núcleo iônico.
2. CFC
  1. Parâmetro de Rede (Aresta):
    1. Número de átomos na célula:
      1. 4
      2. Número de coordenação:
        12
        Fator de Empacotamento Atômico
        0,74
        Cobre, Alumínio, Prata, Ouro
    2. a =4R/√2
  2. CCC
    1. a =4R/√3
      1. 2
        8
        0,68
        Cromo, Ferro, Tungstênio
    2. HC
      1. a = 2R
        6
        12
        0,74
        Cádmio, Magnésio, Titânio, Zinco
        Razão c/a: 1,633
      2. Cúbico Simples
        Nenhum dos elementos etálicos tem essa estrutura cristalina em razão do fator de empacotamento relativamente pequeno. O único elemento com estrutura CS é o polônio.
3. Monocristais
  1. Arranjo periódico e repetido dos átomos é perfeito. Sem interrupção por toda extensão.
4. Policristais
  1. Composto por diversos pequenos grãos, delimitados pelos contornos de grãos.
Polimorfismo e Alotropia
1. Metais e ametais que podem ter mais de uma estrutura cristalina. Em sólidos elementares é chamado de alotropia.
  1. Na maioria das vezes, uma transformação polimórfica é acompanhada de uma mudança na massa específica e em outras propriedades físicas.
Sistemas Cristalinos
1. Divisão das estruturas cristalinas em grupos, de acordo com as configurações das células unitárias e/ou arranjos atômicos. É estabelecido um sistema de coordenadas x,y,z ue tem sua origem localizada em um dos vértices da célula unitária. Cada um dos eixos x,y, z coincide com uma das três arestas do paralelepípedo.
2. Um paralelepípedo é apropriado para representar a célula unitária independente das posições do átomo na célula.
3. Parâmetros de Rede
  1. A geometria é completamente definida em termos de seis parâmetros: comprimento das três arestas a,b,c e os três angulos entre os eixos, alfa, beta e gama.
4. Cúbico
  1. Hexagonal
    1. Tetragonal
      1. Romboédrico (trigonal)
        Ortorrômbico
        Monoclínico
        Triclínico
        a ≠ b ≠ c // α ≠ β ≠ γ ≠ 90°
        a ≠ b ≠ c // α = γ = 90°≠ β
        a ≠ b ≠ c // α = β = γ = 90°
        a = b = c // α = β = γ ≠ 90°
      2. a = b ≠ c // α = β = γ = 90°
    2. a = b ≠ c // α = β = 90° γ = 120/
  2. a = b = c // α = β = γ = 90°
Anisotropia
1. Quando as propriedade do material varia de acordo com a direção do material.
  1. Módulo de elasticidade, condutividade elétrica e o índice de refração.
  2. A maioria dos sólidos cristalinos é composta por um conjunto de grãos, embora cada grão possa ser anisotrópico, uma amostra composta pelo agregado de grãos se comporta de maneira isotrópica.
Isotropia
1. Quando as propriedades do material não variam com a direção.

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