ESTRUTURA CRISTALINA

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ESTRUTURA CRISTALINA
PROFª JANAÍNA ARAÚJO
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1. CONCEITOS
Um material cristalino é aquele no qual os átomos estão situados em um arranjo que se repete ou que é periódico ao longo de grandes distâncias atômicas;
Algumas propriedades dos sólidos dependem de sua estrutura;
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1. CONCEITOS
As estruturas cristalinas são formadas por unidades básicas e repetitivas denominadas de Células Unitárias
Célula Unitária - menor arranjo de átomos que pode representar um sólido cristalino
Existem 7 sistemas cristalinos básicos que englobam todas as substâncias cristalinas conhecidas
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1. CONCEITOS
Esferas rígidas
Esferas 
reduzidas
Agregado de muitos átomos
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2. ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA DE FACES CENTRADAS (CFC)
Os átomos estão localizados nos vértices. a=b=c; α=β=g=90o 
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2. ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA DE FACES CENTRADAS (CFC)
Cada átomo em um vértice é compartilhado por oito células unitárias;
Para os metais, cada átomo possui o mesmo número de vizinhos mais próximos ou de átomos em contato.
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3. ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA DE CORPO CENTRADO (CCC)
Os átomos estão localizados nos vértices e no centro do corpo.
a=b≠c; α=β=g=90o 
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3. ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA DE CORPO CENTRADO (CCC)
Dois átomos estão associados a cada célula unitária CCC;
Cada átomo central possui como vizinhos mais próximos seus oito átomos localizados nos vértices do cubo. 
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Sistemacristalino
Parâmetro de rede e ângulo entre os eixos
Estruturacristalina
Cúbico
Três eixos iguais em ângulo reto
Cúbica simples
Cúbica de corpo centrado
Cúbica de faces centradas
Tetragonal
 
Três eixos em ângulo reto, dois iguais
Tetragonal simples
Tetragonal de corpo centrado
Ortorrômbico
Três eixos desiguais em ânguloreto
Ortorrômbico simples
Ortorrômbico de corpo centrado
Ortorrômbico de bases centradas
Ortorrômbico de faces centradas
Romboédrico
Três eixos iguais, ângulos iguais
Romboédrico simples
Hexagonal
Dois eixos iguais a 120, terceiro eixo a 90
Hexagonal simples
Monoclínico
Três eixos desiguais, um ângulo diferente
Monoclínico simples
Monoclínicode basescentradas
Triclínico
Três eixos desiguais, ângulos desiguais
Triclínicosimples
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4. ESTRUTURA CRISTALINA HEXAGONAL COMPACTA (HC)
Os átomos estão localizados nos vértices do corpo.
a=b≠c; α=β=90°, g=120o 
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4. ESTRUTURA CRISTALINA HEXAGONAL COMPACTA (HC)
As faces superior e inferior são compostas por seis átomos que formam hexágonos regulares;
O equivalente a seis átomos está contido em cada célula unitária.
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5. POLIMORFISMO E ALOTROPIA
Polimorfismo: metais e não-metais apresentam mais de uma estrutura cristalina;
Alotropia: polimorfismo em sólidos elementares;
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METAL
ESTRUTURA NA TEMP.
AMBIENTE
EM OUTRAS
TEMPERATURAS
Ca
CFC
CCC (>4470C)
Co
HC
CFC (>4270C)
Hf
HC
CFC (>1.7420C)
Fe
CCC
CFC (912-1.3940C)
CCC (>1.3940C)
Li
CCC
HC (<-1930C)
Na
CCC
HC (<-2330C)
Sr
CFC
CCC (>5570C)
Tl
HC
CCC (>2340C)
Ti
HC
CCC (>8830C)
Y
HC
CCC (>1.4810C)
Zr
HC
CCC (>8720C)
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6. DIREÇÕES E PLANOS EM CRISTAIS
Propriedades mecânicas x direções e planos:
Módulo de elasticidade: direções mais compactas - maior módulo
Deformação plástica: deslizamento de planos (planos compactos)
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6.1. DIREÇÕES
Uma direção é dada pelas componentes do vetor que a escreve no sistema ortogonal x,y,z, partindo da origem, até o ponto (x,y,z);
A unidade de medida de cada eixo é função do parâmetro de rede de cada eixo e assim, não representa valores reais de distância;
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6.1. DIREÇÕES
A notação empregada é [u v w] (entre colchetes) e representa uma linha que vai da origem até um ponto de coordenadas (u,v,w);
Os índices negativos são representados por uma barra sobre os mesmos: [ūvw];
Quaisquer direções paralelas são equivalentes;
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6.1. DIREÇÕES
Um vetor que passa na origem, em (1,1,1), em (2,2,2), e em (3,3,3) pode ser identificado pela direção [111];
Em cristais, uma família de direções está associada a um conjunto de direções com características equivalentes. 
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6.1. PLANOS
Plano a ser determinado não pode passar pela origem (0,0,0);
Planos paralelos são equivalentes;
Obtenção dos pontos de interceptação do plano com os eixos x, y e z;
Obtenção dos inversos das interceptações: h=1/a, k=1/b e l=1/c;
Obtenção do menor conjunto de números inteiros;
Índices obtidos devem ser apresentados entre parênteses: (hkl);
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Determinação da estrutura cristalina - Os métodos de difração medem diretamente a distância entre planos paralelos de pontos da rede cristalina. Esta informação é usada para determinar os parâmetros de rede de um cristal. Os métodos de difração também medem os ângulos entre os planos da rede. Estes são usados para determinação dos ângulos interaxiais de um cristal.
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6.1. PLANOS
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Deformação plástica - A deformação plástica (permanente) dos metais ocorre pelo deslizamento dos átomos, escorregando uns sobre os outros no cristal. Este deslizamento tende a acontecer preferencialmente ao longo de planos direções específicos do cristal.
Propriedades de transporte - Em certos materiais, a estrutura atômica em determinados planos causa o transporte de elétrons e/ou acelera a condução nestes planos, e, relativamente, reduz a velocidade em planos distantes destes.
6.1. PLANOS
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