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CM - A03 CRISTA_20140302085322

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Figura 3.1 (a) gases inertes não têm ordem regular de átomos: (b, c) 
Alguns materiais, incluindo vapor de água, e vidros de silicato têm 
ordem de curto alcance. (d) de metais, ligas metálicas, cerâmicas e 
muitas alguns polímeros têm ordem regular de átomos 
 Arranjos atômicos regulares e 
tridimensionais 
 Depende 
◦ Condições geométricas impostas pelos átomos 
envolvidos 
◦ Tipo de ligação atômica 
 
 Cristais de platina 
em Cerâmicas 
 Gipsita - CaSO4.2H2O 
 Sólidos 
◦ Cristalinos 
 Rede tridimensional ordenada com átomos ou 
moléculas que apresentam ordem de LONGO 
ALCANCE 
◦ Amorfos ou não cristalinos 
 Não existe ordem de longo alcance pois átomos 
ou moléculas estão desordenados no espaço 
 Há ordem apenas de CURTO ALCANCE 
 Vidros 
◦ SiO2 - cristalino e amorfo 
 Pd- vítreo 
◦ 10 nm x 10 nm 
 
 
 
 
 
 
 
 Credit: Caltech/Marios D. Demetriou 
 
 Ouro 
 Menor subdivisão de uma rede cristalina 
◦ Contem todas as características encontradas no 
cristal inteiro 
 Várias células unitárias formam uma rede 
cristalina 
 
 Arranjo infinito, tridimensional de pontos, 
em que cada ponto tem vizinhanças idênticas 
 
 “A”, “b” e “c” são as dimensões da célula 
unitária e são denominados parâmetros da 
rede cristalina 
Cúbica a = b = c a = β = g = 90° 
Tetragonal a = b ≠ c a = β = g = 90° 
Ortorrômbica a ≠ b ≠ c a = β = g = 90° 
Monoclínica a ≠ b ≠ c a = g = 90° ≠ β 
Triclínica a ≠ b ≠ c a ≠ b ≠ g ≠ 90 
Romboédrica a = b = c a = β = g ≠ 90° 
Hexagonal a = b ≠ c a = β = 90° g =120° 
 Minimiza a energia por unidade de volume 
ou, em outras palavras 
◦ (1) Mantém a neutralidade elétrica 
◦ (2) Respeita à direcionalidade das ligações 
covalentes 
◦ (3) Minimiza a forte repulsão íon-íon 
◦ (4) Agrupa os átomos o mais compacto possível, 
compatível com (1), (2) e (3) 
 
 90% dos metais cristalizam-se em 
basicamente 3 estruturas a temp. ambiente 
◦ Cúbica de Corpo Centrado - (CCC) 
◦ Cúbica de Face Centrada - (CFC) 
◦ Hexagonal Compacta - (HC) 
 
 Na CS os átomos tocam-se ao longo aresta do 
cubo 
 Número de átomos dentro da célula unitária 
◦ 1/8 de átomo em cada vértice 
 8.(1/8) = 1 átomo 
 
 
 
 Relação parâmetro de rede e o raio atômico 
 
 
ra 2
 Encontrada em sólidos iônicos 
◦ Algumas cerâmicas - CsCl, MgO, FeO, NaCl 
 Metais não se cristalizam na CS 
◦ Devido ao baixo FEA 
◦ Exceção Polônio 
 Encontrada no Fe, Nb, Cr 
 Na CCC os átomos tocam-se ao longo da diag. 
do cubo 
 Número de átomos dentro da célula unitária 
◦ 1/8 de átomo nos vértice 
◦ 1 átomo no centro 
 8.(1/8) + 1 = 2 átomos 
 
 
 
 Relação entre parâmetro de rede e raio 
atômico 
 
3
34.r
3
4.r
a 
 Encontrada nos elementos - Al, Cu, Au, Ag 
 Na CFC os átomos tocam-se ao longo da diag. 
da face 
 Número de átomos dentro da célula unitária 
◦ 1/8 de átomo nos vértices 
◦ 1/2 de átomo nas faces 
 8.(1/8)+3= 4 átomos 
 
 
 Relação entre parâmetro de rede e raio 
atômico 
 
.r22.
2
4.r
a 
 
 Nível de ocupação por átomos em uma célula 
unitária 
 
 
 Onde 
◦ N = Nº de átomos que efetivamente ocupam a 
célula unitária 
◦ r = Raio atômico 
◦ Vc= Volume da célula unitária 
◦ Va= Volume do átomo 
 
 
unitária cel. Volume.
átomos total Volume
 FEA 
c
a
V
V N.
 FEA 
3
a ..
3
4
 V r
 Capacidade que um mesmo elemento químico 
tem de pode formar substâncias simples 
diferentes 
◦ Dadas certas condições de temperatura e pressão 
 Ocorre em 40% dos elementos químicos 
 Exemplos 
◦ Carbono – Grafita, diamante e “buckyball” 
◦ Oxigênio – O2 e O3 
◦ Fósforo – P4 e Pn 
◦ Enxofre – rômbico e monoclínico 
 Molécula maciça 
 Usado em semicondutores e como abrasivos 
 Altíssima dureza 
 Estrutura CFC 
◦ d = 3,51 g/cm³ 
 Átomos são ligados covalentemente em 
arranjos planares hexagonais 
◦ Fracas ligações secundárias entre os planos 
 Estrutura HCP - Planos separados por 3,35 Ặ 
◦ d = 2,22 g/cm³ 
 Excelente lubrificante seco 
 Alta res. a elevadas temperaturas 
 Alta condutividade elétrica 
 Baixo coeficiente de expansão 
 Alta resistência ao choque térmico 
 
 
 Materiais de mesma composição química podem 
apresentar estruturas cristalinas 
diferentes 
 Temperatura ambiente até 910°C 
◦ CCC, FEA = 0,68, RA = 1,241 Å 
 910 – 1394°C 
◦ CFC, FEA = 0,74, RA = 1,292 Å 
 1394°C 
◦ CCC 
CCC 
CFC 
CCC

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