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Lista de Exercícios sobre Estruturas Cristalinas

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Lista de Exercícios sobre Estruturas Cristalinas 
 
1) Quais são os níveis de ordenação dos átomos em um sólido e como diferem entre si? 
Cristal- ordem a longo alcance (ordenados em longa distância atômica, formam estrutura tridimensional). Vidro- ordem 
a curto alcance (ângulos, distâncias e simetria com ordenação a curto alcance, ex: água,vidro e polietileno) . Gás- sem 
ordenamento. 
 
2) O que é a célula unitária de uma rede cristalina? 
É a menor subdivisão da rede cristalina que retém as características de toda a rede.Consiste num pequeno grupo de 
átomos que formam um modelo repetitivo ao longo da estrutura tridimensional (analogia com elos da corrente). 
 
3) O que são estruturas iônicas? 
É o ânion formando a rede cristalina e o cátion preenchendo os sítios intersticiais, respeitando a neutralidade iônica. 
 
4) O que são sítios intersticiais? De que modo a presença em maior e em menor número destes interfere no sistema 
cúbico de corpo centrado e de face centrada? 
Sítios intersticiais- são espaços nas células unitárias que pode ser ocupada por outros átomos ou íons. Ocupados(vazios). 
Podem ser ocupados por átomos estranhos à rede. Ex: impurezas e elementos ligas nos metais. 
 
4) Como podem apresentar-se os compostos de estrutura AX? Descreva-os. 
Os compostos cerâmicos mais simples possuem igual número de átomos metálicos e não-metálicos. Podem ser iônicos 
como o MgO (Mg+2, O-2), ou covalentes como o ZnS. 
CsCl- cada átomo A tem 8 vizinhos x. Os íons se tocam pela diagonal do cubo. 
NaCl- Cada átomo A tem 6 vizinhos instersticiais. Os íons se tocam pela aresta do cubo. 
ZnS –os cátions ocupam 4 das 8 posições intersticiais tetraedrais possíveis. Os íons se tocam pela diagonal do cubo. 
NiAs- estrutura hexagonal com seis interstícios com Ni+2. 
 
5) O que se entende por estrutura cristalina de um material? 
Estruturas cristalinas são arranjos regulares, tridimensionais, de átomos no espaço. A regularidade com que os átomos se 
agregam nos sólidos decorre de condições geométricas impostas pelos átomos envolvidos, pelo tipo de ligação atômica e 
pela compacidade. Essas estruturas cristalinas observadas nos sólidos são descritas através de um conceito geométrico 
chamado rede espacial, e podem ser explicadas pelo modo como os poliedros de coordenação se agrupam, a fim de 
minimizar a energia do sólido. 
 
7) Quantos e quais são os sistemas cristalinos? Como diferem entre si? Quais são suas 
características? 
Existem 7 diferentes sistemas cristalinos . se diferem por seus ângulos e arestas.São eles: 
Cúbico- Cúbico simples (CS), Cúbico corpo Centrado (CCC), Cúbico Face Centrada( CFC). 
Cúbico simples-Contato entre os átomos ocorre através da aresta da célula unitária. 1 átomo. 
CFC-Contato entre os átomos ocorre através da diagonal da face da célula unitária.2 átomos. 
CCC-Contato entre os átomos ocorre através da diagonal do cubo da célula unitária.4 átomos. 
Hexagonal- 
Tetragonal- 
Romboédrico- 
Ortorrômbico- 
Monoclínico- 
Triclínico- 
 
8) O que é parâmetro de rede da célula unitária? 
Tamanho ( distância) entre um átomo e outro. 
 
9) Faça uma lista de metais com estrutura cristalina hexagonal, outra com metais CFC e 
CCC. 
 
10) Quantos tipos de células unitárias são conhecidas? Que são redes de Bravais? 
 
 
11) Considerando o comportamento do elemento ferro (Fe) descreva como ocorrem as transformações alotrópicas do 
mesmo. 
 
12) Determine a relação entre o raio atômico e o parâmetro da rede cristalina para as 
células unitárias do sistema cristalino cúbico (CS, CFC, CCC). 
 
13) O ferro passa de CCC para CFC a 912 ºC. Nesta temperatura, os raios atômicos nas 
duas estruturas são respectivamente, 0,126nm e 0,129nm. Qual a percentagem de 
variação volumétrica provocada pela mudança de estrutura? Tome como base para o 
cálculo 4 átomos de Fe, ou seja, duas células unitárias. 
 
14) Calcule a relação entre raio atômico e parâmetro de rede para o diamante. Considere a figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
15) Calcule o Fator de Empacotamento para o sistema cúbico (CS, CCC e CFC). Lembrando que o Fator de Empacotamento 
é dado considerando célula e volume de cada átomo pelo volume da célula unitária. 
 
CS: 
FE = (1 átomo / célula) * (4πr3/3) 
 ao
3 
FE = (1 átomo / célula) * (4π3r/3) = 0,52 
 (2r)3 
 
 
CCC: 
 
FE = (2 átomo / célula) * (4πr3/3) 
 ao
3 
 
 
FE = (2 átomo / célula) * (4πr3/3) = 0,68 
 (4r/31/2)3 
 
CFC:

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