Exercícios Líquidos e sólidos
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Exercícios Líquidos e sólidos

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empacotamento denso de íons iodeto, cujo raio mede 0,206 nm. qual o tamanho ideal de um cátion para se alojar perfeitamente nas cavidades tetraédricas desse retículo?

R:

A cavidade tetraédrica é formada pelos iodetos do centro de cada uma das 3 faces que formam um vértice da célula CFC mais o iodeto desse vértice. A medida do lado desse tetraedro é portanto igual ao raio do iodeto do vértice mais o raio do iodeto no centro da face = 2 rI. Como o tetraedro é regular, o cátion central forma com dois iodeto adjacentes a ele um triângulo cujo lado mede rI + rcátion e o ângulo é igual a 109,5°; a = 2 rI;	b = c = rI + rcátion; θ = 109,5
a2 = b2 + c2 – 2bc . cos θ;		a2 = 2b2(1 – cos θ);	b = a/√[2(1 – cos θ)]	

rI + rcátion = 2 rI/√[2(1 – cos θ)]; rcátion /rI = [√2/√(1 – cos 109,5)] – 1;

rcátion = {[√2/√(1 – cos 109,5)] – 1}0,206;

A prata cristaliza com estrutura CFC. Se o raio metálico da prata mede 0,144 nm. determine o volume da célula unitária.

R: 0,0675nm3
Cada face da célula CFC é um quadrado perfeito, com uma prata no centro da mesma.

V = a3;		a = d/√2;	d = 4rAg;	V = (4rAg/√2)3
	 V = (4 . 0,144/√2)3;	V = 0,0675nm3

O ferro cristaliza com estrutura CCC. Se o raio do metal é 0,124 nm e um mol de ferro pesa 56 g, determine a densidade do metal.

R: 7,91g/cm3
Número de partículas na célula CCC: uma central mais 1/8 em cada vértice n = 1+ 1/8 . 8 = 2; 	PA = 56;				d = m/V

V = a3; a = diagonal do cubo /√3 = 4rCu/√3; V = (4rCu/√3)3
m = 2 . 56/6,023x1023
	 d = m/V;	d = (2 . 56/6,023x1023)/(4rCu/√3)3; 						 d = 2 . 56 . 3√3/ 64 . 0,1243 . 6,023x1023;		d = 7,91g/cm3

Determine o tamanho relativo ideal de uma partícula para se alojar perfeitamente na cavidade central de um retículo cúbico simples.

R: rp/rc = 0,732

rp = partícula na cavidade;		rc = partícula da célula

aresta do cubo a = 2 rc;		diagonal do cubo d = 2 rc + 2 rp
 a = d/√3;		2 rc = 2 rc + 2 rp/√3;		rp/rc = √3 – 1 = 0,732
	
Determine o tamanho relativo ideal de uma partícula para se alojar perfeitamente numa cavidade octaédrica de um retículo CFC.

R: 0,414

rp = partícula na cavidade;		rc = partícula da célula

A cavidade octaédrica é formada pelas partículas do centro de cada uma das faces de célula CFC. Desse modo, as partículas no centro das quatro faces verticais formam entre si um quadrado perfeito cuja diagonal é igual a (2rp + 2rc)

O lado do quadrado é igual a 2rc. 						 d = a√2; 2rc + 2rp = 2rc √2; 	 rp/rc = √2 – 1; 	rp/rc = 0,414

Quais as principais características que distinguem os sólidos iônicos dos sólidos metálicos?

Os sólidos iônicos são maus condutores de calor e eletricidade, apresentam elevados ponto de fusão e são quebradiços.
Os sólidos metálicos são bons condutores de calor e eletricidade, são maleáveis e os pontos de fusão podem ser muito altos ou muito baixos, dependendo dos elétrons de valência do metal.

Classifique cada um dos sólidos seguintes como moleculares covalentes, metálicos ou iônicos: Pd; Si; CCl4; KBr

 Pd; 	metálico
 Si; 	covalente

 CCl4; 	molecular

 KBr;	iônico

Um sal de fórmula MX cristaliza com estrutura cúbica de face centrada. Se os íons X– formam a estrutura do retículo e os íons M+ ocupam cavidades octaédricas determine, justificando, o índice de ocupação dessas cavidades.

R: 100%

Número de partículas que formam a célula: 1/8em cada vértice mais ½ no centro de cada face; 1/8X– . 8 + ½ X– . 6 = 4 X–

MX = 1===1;	4 X– ( 4 M+
	 Cavidades octaédricas: uma central mais ¼ em cada aresta: 1 + ¼ 12 = 4
	 Desse modo, o índice de ocupação é de 100%

Classifique como N ou P o semicondutor formado por silício dopado com arsênio e explique de modo claro as características elétricas desse tipo de semicondutor.

As: 2s2; 2p3			Si: 2s2;2p2;

O silício possui 4 elétrons de valência, enquanto o arsênio 5. Assim, o arsênio contaminando um cristal de silício efetua as quatro ligações existentes na rede e sobra um elétron não ligado. Desse modo o cristal se comporta como um condutor negativo N. Com a aplicação de um potencial elétrico sobre o mesmo, os elétron não ligados se movem na direção do polo positivo.