Sistema cristalino

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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS CRISTALINOS
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Introdução 
Estudar o conceito de cristalinidade e não-cristalinidade
A noção de estrutura cristalina é apresentada em termos de célula unitária.
São considerados os materiais monocristalino, policristalino e não-cristalino.
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Estrutura Cristalina
Os materiais são classificados com a regularidade segundo qual os átomos ou íons estão arranjados.
Material cristalino caracterizado pela existência de um arranjo tridimensional periódico e repetitivo dos átomos.
Todos metais, alguns materiais cerâmicos e certos polímeros forma estruturas cristalinas.
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Os materiais que não cristalizam, materiais não-cristalinos ou amorfos.
Estrutura cristalina é o modo como os átomos ou íons se encontram no espaço. “Em termos da geometria e das posições da célula unitária.
Nas estruturas cristalinas, os átomos são considerados como esferas sólidas.
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Células Unitárias
A ordenação dos átomos nos sólidos cristalinos, grupos de átomos.
Células unitárias (simetria da estrutura)
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Estruturas Cristalinas dos Metais
a ligação nesse grupo é Metálica
Três estruturas cristalinas, CCC, CFC e HC
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Cúbica de Face Centrada (CFC)
Com átomos localizados em cada um dos vértices e nos centro de todas as faces
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a= comprimento da aresta do cubo
R= raio atômico
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Cúbica de Face Centrada (CFC)
Número de coordenação
Fator de empacotamento atômico (FEA)
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VE = Volume para a esfera
Vc = Volume de uma célula unitária
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Cúbica de Corpo Centrada (CCC)
Átomos localizados nos oito vértices e um único no centro do cubo.
Os átomos no centro e nos vértices se tocam uns nos outros
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Hexagonal Compacta (HC)
As faces da superfície superior e inferior da célula unitária são compostas por seis átomos, que forma um hexágono ao redor de um átomo central.
Um outro plano com três átomos esta localizado entre os planos.
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Cálculo de Massa Específica
Massa especifica teórica para metais
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ρ = massa especifica
n = número de átomos associados a cada célula unitária
A = peso atômico
VC = volume de célula unitária
Na = número de Avogadro (6,023x1023 átomos/mol
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Exemplos 
Calcule a massa específica para o cobre:
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Calcule a massa especifica para Molibdênio A= 95,94 g
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Polimorfismo e Alotropia
Polimorfismos é a habilidade que tem um material sólido de existir em mais do que uma forma ou estrutura cristalina.
Dependendo da temperatura e da pressão
Exemplo:
Ferro puro à temperatura ambiente CCC, se alterar para 1674 °F CFC
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Sistemas Cristalinos
Geometria da célula unitária
É estabelecido um sistema de coordenadas (x,y,z)
Comprimento das três arrestas (a,b,c)
E os três ângulos entre os eixos (α,β,γ)
Conhecidos como parâmetro de rede é a combinação dos comprimentos da arresta da célula unitária e dos ângulos interaxiais, que define a geometria da célula.
Existem sete combinações diferentes.
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Coordenadas de Pontos
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Direção Cristalográficas
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Subtraia as coordenadas do ponto final das coordenadas do ponto inicial
Elimine as frações por meio de divisão/multiplicação
Coloque os índices entre colchetes
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Planos Cristalográficos
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Cristais Hexagonais
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[u’ v’ w’] [u v t w]
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Arranjos Atômicos
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Materiais Cristalinos e 
Não-Cristalinos
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Monocristais 
Arranjo periódico e repetido dos átomos é perfeito, sem interrupções.
As células unitárias possuem a mesma orientação.
Encontrados na natureza, mas também pode ser produzidos artificialmente.
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Policristalinos 
Composto por um conjunto de diversos cristais ou grãos.
Os cristais possuem orientações cristalográficas aleatórias.
Os grãos crescem pela adição sucessiva de átomos à sua estrutura.
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Contorno de grão é a interface que separa dois grãos adjacentes que possuem orientações cristalográficas diferentes.
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Anisotropia
Exibe diferentes valores de uma propriedade em diferentes direções cristalográficas.
Elasticidade , condutividade elétrica e o índice de refração.
Isotrópico possui valores idênticos de uma propriedade em todas as direções cristalográficas.
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Difração de Raio X
Interferência construtiva de feixes de raios X que são espalhados pelos átomos de um cristal.
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Técnicas de Difração de Raio X
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T= fonte de raio X, S = amostra,
C = detector e O = eixo ao redor.
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Exemplo 
Para o Ferro estrutura cristalina CCC, o parâmetro da rede para o Fe 0,2866 nm. Usada uma radiação monocromática com comprimento de onda de 0,1790 nm e que a ordem de reflexão seja 1.
calcule espaçamento interplanar 
O ângulo de difração para o conjunto de planos (220)
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