LE401 aula 3

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Estrutura Cristalina dos compostos 
Iônicos
ESTRUTURAS CERÂMICAS
• Compostas por pelo menos dois elementos
• Compostos AX, AmXp com m e/ou p  1, AmBnXp
• Estruturas mais complexas que metais
• Ligações puramente iônica até totalmente 
covalente
•Número de Coordenação (número de ânions 
vizinhos mais próximos para um cátion) está 
relacionado com a razão: rC/rA
Condição de Estabilidade
Regra 2
Numa estrutura cristalina 
estável, os poliedros de 
coordenação se arranjam 
nas três dimensões de 
forma a preservar a 
neutralidade de carga local.
Sitios Octaédricos
Sítios Tetraédricos
Regra 3
Os poliedros de coordenação “preferem”, em ordem de estabilidade, compartilhar 
vértices a compartilhar arestas, e compartilhar aresta a compartilhar faces 
inteiras.
Razão : aumento da distância entre cátions!!
Estruturas cristalinas binárias: Tipo AX 
A- cátion X- ânion
• Tipo Sal de rocha: NaCl: 
• RNa / RCl =1,02/1,81 = 0,5635 
NC=6
• Desta forma ânions ocupam 
posições equivalentes à uma 
rede CFC e os cátions os 
interstícios octaédricos
• Outros cerâmicos desse grupo: 
KCl, LiF, KBR, MgO, CaO, SrO, 
BaO, CdO, VO, MnO, FeO, 
NiO,MnS, e muitos outros
Estruturas cristalinas binárias: Tipo AX 
A- cátion X- ânion
• Tipo cloreto de césio:
• CsCl: RCs/RCl = 1,70/1,81= 0,939 
NC=8
• Assim, ânions estão nos vértices 
do cubo e cátions no interstício 
octaédrico central
• Outros cerâmicos: CsBr CsI
Estruturas cristalinas binárias: Tipo AX 
A- cátion X- ânion
• Tipo Blenda de Zinco:
• ZnS RZn/RS= 0,75/1,84= 0,407 NC=4
• Desta forma ânions formam uma 
estrutura CFC e os cátions ocupam 
4 interstícios tetraédricos.
• Outros cerâmicos desse grupo BeO, 
SiC, ZnTe Estruturas com forte 
caráter covalente. 
Estruturas cristalinas binárias: Tipo AX2
A- cátion X- ânion
• Tipo Fluorita (CaF2):
• RCa/RF = 1,00/1,33 =0,75 NC=8
• Como os cátions tem o dobro da 
carga dos ânions (valência 2 contra 1) 
somente metade dos interstícios 
centrais estão ocupados, para manter 
a eletroneutralidade.
• Outros cerâmicos desse grupo: ThO2,
UO2, CeO2 ZrO2 (em altas 
temperaturas) HfO2 PuO2 .
Estruturas cristalinas binárias: Tipo A2X 
A- cátion X- ânion
• Tipo anti-fluorita:A ligação entre Li+, Na+, 
K+, combinado com O-2 e S-2 formam 
compostos A2X .
• Mesma estrutura do grupo da fluorita 
mas com as posições entre o cátion e os 
ânions invertidas
célula unitária 
do titanato de 
bário (BaTiO3)
ESTRUTURAS CERÂMICAS
ESTRUTURA DO TITANATO DE BÁRIO 
(AmBnXp)
• dois tipos de cátions (A e B)
•Estrutura cristalina cúbica
ESTRUTURAS CERÂMICAS -
Peroviskita
Espinélio
O red, Al blue, Mg yellow; tetrahedral and 
octahedral coordination 
polyhedra are highlighted)
Estruturas cristalinas binárias: Tipo A2X3
A- cátion X- ânion
• Estrutura tipo óxido de 
alumínio:
• RAl/RO = NC=6
• Os ânions estão arranjados 
segundo uma estrutura HC 
e os cátions ocupam 4 
interstícios octaédricos da 
estrutura hexagonal de 
forma a se ter em cada 
célula unitária 6 ânions e 4 
cátions respeitando a 
fórmula química e o balanço 
de cargas
Estruturas cerâmicas: de um único elemento: 
Diamante-Grafita
 Sílica
 Cada átomo de oxigênio é compartilhado por um tetraedro adjacente;
 Pode ser cristalina ou amorfa, como na forma de vidros.
Quartzo
Cristobalita
Tridimita
ESTRUTURAS CERÂMICAS
CÁLCULO DA DENSIDADE
n, = número de íons da fórmula (Ex: BaTiO3 = 1 Ba, 1Ti 
e 3O) dentro de cada célula unitária
AC = soma das massas molares de todos os cátions
AA = soma das massas molares de todos os ânions
VC = Volume da célula unitária
NA= Número de Avogadro (6,02 x 10
23 átomos/mol)
AC
AC
,
NV
)AA(n 

Fator de Empacotamento Iônico - FEI
• Calcular o FEI do MgO, que tem estrutura NaCl, e calcule a 
densidade do MgO (rMg2+ = 0,078 nm ; rO2- = 0,132 nm, MMMg
= 24,31; MMO = 16, Nav = 6,023x10
23)
    nmrra
OMg
420,0132,02078,0222 22  
  333 0741,0420,0 nmaV 
unitária célula da vol.
esfera da x vol.átomos de no.
FEI
3
33
3
4
4
3
4
4
a
rxrx
FEI
OMg  

627,0FEI