lista 12_solidos metalicos e bandas

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Universidade Estadual de Santa Cruz 
Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas 
Disciplina: Química Inorgânica– Prof. Rodrigo Luis 
 
Lista de Exercício 12: Sólidos Metálicos e Teoria das Bandas 
 
 
1) O metal polônio (cujo nome foi dado por Maria Curie em homenagem ao seu país, 
Polônia) cristaliza em uma estrutura cúbica primitiva, com um átomo em cada vértice 
da célula unitária. O raio atômico do polônio é 167 pm. Esquematize a célula unitária 
e determine (a) o número de átomos por célula unitária; (b) o número de 
coordenação de um átomo de polônio; (c) o comprimento da aresta da célula 
unitária. 
 
2) Calcule a densidade de cada um dos seguintes metais a partir das informações 
dadas: (a) alumínio (raio = 143 pm, cfc); (b) potássio (raio = 235 pm, ccc). 
 
3) Um metal M cristaliza num arranjo ccc. Responda que metal é este, sabendo que a 
dimensão de sua célula unitária é 286,6 pm e sua densidade é igual a 7.874 kg m-3. 
 
4) Os metais podem formar soluções sólidas (ligas) substitucionais ou intersticiais. 
Quais dos pares de metais: (a) Na e K; (b) K e Rb; (c) Cu e Au; (d) Cu e Zn 
poderiam formar ligas substitucionais? Justifique 
 
5) Uma forma de silício tem densidade 2,33 g/cm3 e cristaliza em um retículo cúbico 
cuja aresta da célula unitária tem 543 pm de comprimento. (a) qual é a massa de 
cada célula unitária? (b) quantos átomos de silício uma célula unitária contém? 
 
6) O criptônio cristaliza em um célula unitária cúbica de face centrada cuja aresta tem 
559 pm de comprimento. (a) Qual é a densidade do criptônio sólido? (b) Qual é o 
raio atômico de um átomo de criptônio? (c) Qual é o volume de um átomo de 
criptônio? (d) qual é percentagem de buracos em uma célula unitária, se cada átomo 
dor tratado como uma esfera rígida? 
 
7) (a) Desenhe a representação de uma banda simples para distinguir um condutor 
metálico de um semicondutor. (b) Explique como a dependência em relação à 
temperatura da condutividade elétrica pode ser usada para distinguir um condutor 
metálico de um semicondutor. (c) A dependência em relação à temperatura da 
condutividade elétrica pode ser usada para distinguir um isolante de um 
semicondutor? 
 
 
 
 
 
 
8) Normalmente, ao falar de materiais condutores, imaginamos a corrente como sendo 
transportada por elétrons que se movem pelo sólido. Em semicondutores, também é 
comum falar da corrente como sendo transportada pelos “buracos” das bandas de 
valência. (a) explique como os buracos se movem pelo material sólido (b) se em um 
dispositivo com semicondutor do tipo p a corrente elétrica se move da esquerda para 
a direita, em qual direção os buracos irão se mover? 
 
9) O germânio é um semicondutor. Se pequenas quantidades de um dos elementos In, 
P, Sb ou Ga são introduzidas como impureza em diferentes amostras de germânio, 
qual delas farpa com que a amostra se transforme em (a) um semicondutor do tipo 
p; (b) um semicondutor do tipo n? 
 
10) Sulfeto de cádmio, CdS, é usado como fotocondutor em fotômetros. A band gap 
é aproximadamente 2,4 eV. Qual é o maior comprimento de onda de luz que pode 
promover um elétron da banda de valência para a banda de condução em CdS? 
Dado: 1 J = 6,24x1018 eV.