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aula 10 - interações moleculares 3

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Empacotamento denso de esferas
Existem duas opções para a terceira camada de esferas:
A terceira camada fica eclipsada com a primeira (arranjo ABAB). Esse é chamado de empacotamento denso hexagonal (edh).
A terceira camada está em uma posição diferente em relação à primeira (arranjo ABCABC). Esse é chamado de empacotamento denso cúbico (edc).
Estruturas dos sólidos

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Empacotamento denso de esferas
Estruturas dos sólidos

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Empacotamento denso de esferas
Cada esfera é cercada por 12 outras esferas (6 em um plano, 3 acima e 3 abaixo).
Número de coordenação: é o número de esferas que cerca diretamente uma esfera central.
Os empacotamentos densos hexagonal e cúbico são diferentes das células unitárias cúbicas.
Se são utilizadas esferas de tamanhos diferentes, as esferas menores são colocadas em orifícios intersticiais.
Estruturas dos sólidos

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Existem quatro tipos de sólidos:
 Moleculares (formados a partir de moléculas) – normalmente macios, com pontos de ebulição baixos e condutividade ruim.
Rede covalente (formada de átomos) – muito duros, com pontos de fusão muito altos e condutividade ruim.
Iônicos (formados de íons) – duros, quebradiços, com pontos de ebulição altos e condutividade ruim.
Metálicos (formados a partir de átomos de metais) – macios ou duros, pontos de ebulição altos, boa condutividade, maleáveis e dúcteis.

Ligações nos sólidos

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Ligações nos sólidos

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Sólidos moleculares
Forças intermoleculares: dipolo-dipolo, dispersão de London e ligações de H.
Forças intermoleculares fracas dão origem a baixos pontos de fusão.
Gases e líquidos à temperatura ambiente normalmente formam sólidos moleculares em baixa temperatura.
O empacotamento denso de moléculas é importante (já que elas não são esferas regulares).
Ligações nos sólidos

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Sólidos covalentes
Forças intermoleculares: dipolo-dipolo, dispersão de London e ligações de H.
Átomos mantidos unidos em redes grandes.
Exemplos: diamante, grafite, quartzo (SiO2), silicone carbide (SiC) e nitrito de boro (BN).
No diamante:
Cada átomo de C tem um número de coordenação igual a 4; cada átomo de C é tetraédrico, há um arranjo tridimensional de átomos.
O diamante é duro e tem um alto ponto de fusão (3550 C).
Ligações nos sólidos

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Sólidos covalentes
Ligações nos sólidos

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Sólidos covalentes
No grafite
cada átomo de C é ordenado em um anel hexagonal plano;
camadas de anéis interconectados são sobrepostas;
a distância entre os átomos de C é próxima à do benzeno (1,42 Å versus 1,395 Å no benzeno);
a distância entre as camadas é grande (3,41 Å);
Os elétrons movimentam-se em orbitais deslocalizados (bom condutor).
Ligações nos sólidos

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Ligações nos sólidos
 Sólidos iônicos
Íons (esféricos) mantidos unidos por forças eletrostáticas de atração.
Há algumas classificações simples para tipos de rede iônica.

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 Sólidos iônicos
A estrutura do NaCl
Cada íon tem um número de coordenação igual a 6.
Rede cúbica de face centrada.
A proporção cátion-ânion é 1:1.
Exemplos: LiF, KCl, AgCl e CaO.
A estrutura do CsCl
O Cs+ tem um número de coordenação igual a 8.
Diferente da estrutura do NaCl (o Cs+ é maior que o Na+).
A proporção cátion-ânion é 1:1.

Ligações nos sólidos

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 Sólidos iônicos
Estrutura da blenda de zinco
Exemplo típico é o ZnS.
Os íons de S2- adotam um arranjo cfc.
Os íons de Zn2+ têm um número de coordenação igual a 4.
Os íons de S2- são colocados em um tetraedro em volta dos íons de Zn2+.
Exemplo: CuCl.
Ligações nos sólidos

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 Sólidos iônicos
Estrutura da fluorita
Exemplo típico CaF2.
Os íons de Ca2+ tem um arranjo cfc.
Há duas vezes mais íons de F- do que de Ca2+ em cada célula unitária.
Exemplos: BaCl2, PbF2.
Ligações nos sólidos

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Sólidos metálicos
Os sólidos metálicos têm átomos metálicos com arranjos em edh, cfc ou ccc.
O número de coordenação para cada átomo é 8 ou 12.
Os núcleos de metal flutuam em um mar de elétrons.
Os metais conduzem porque os elétrons estão deslocalizados e são volúveis.
Ligações nos sólidos

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Ligações nos sólidos