Lista de exercicio

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Universidade Federal de Sergipe 
Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais 
Disciplina: Ciência dos Materiais I 
Professora: Cristiane Xavier Resende 
 
1◦ Lista de exercícios 
1) A energia potencial líquida entre dois íons adjacentes, El, pode ser 
representada pela soma das energias atrativas e repulsivas: El=-A/r + 
B/rn (Eq.1). Calcular a energia de ligação E0 em termos dos parâmetros 
A, B e n usando o seguinte procedimento: 
(a) Obter a derivada de El em relação a r, então igualar a expressão 
resultante a zero, uma vez que a curva de El em função de r 
apresenta um mínimo em E0. 
(b) Resolver essa equação para r em termos de A, B e n, o que fornece ro, 
o espaçamento interatômico em condições de equilíbrio. 
(c) Determinar a expressão para E0 pela substituição de r0 na equação 
2.11. 
2) Considerar um par iônico hipotético X+-Y- para o qual os valores do 
espaçamento interiônico e da energia de ligação em condições de 
equilíbrio são de 0,35 nm e -6,13 eV, respectivamente. Se for sabido 
que n possui um valor de 10 (Eq.1), usando os resultados para o 
problema anterior determinar expressões explícitas para as energias 
atrativas e repulsivas. Ea=-A/r e Er=B/rn . 
3) Citar suscintamente as principais diferenças entre as ligações iônicas, 
covalente e metálica. 
4) Calcular os percentuais de caráter iônico para as ligações inter- 
atômicas nos seguintes compostos: MgO, GaP, CsF, CdS e FeO. 
5) Para a estrutura cristalina HC, mostrar que a razão c/a é de 1,633. 
6) O ferro possui uma estrutura cristalina CCC, um raio atômico de 
0,124 nm, e um peso atômico de 55,85 g/mol. Calcular e comparar sua 
densidade teórica com o valor experimental. 
 
7) Calcule o raio de um átomo de irídio dado que o Ir possui uma 
estrutura cristalina CFC, uma densidade de 22,4g/cm3, e um peso 
atômico de 192,2 g/mol. 
Resp: 0,136nm ou 1,36x10-8 cm 
8) Um metal hipotético possui a estrutura cristalina cúbica simples. Se o 
seu peso atômico é de 70,4 g/mol e o raio é de 0,126nm, calcule a sua 
densidade. 
Resp: 7,30 g/cm3 
Estrutura cúbica simples. 
 
9) A célula unitária para o estanho possui uma simetria tetragonal, com 
os parâmetros de rede a e b de 0,583 e 0,318 nm, respectivamente. 
Se a sua densidade, peso atômico e raio atômico são de 7,30g/cm3, 
118,69 g/mol e 0,151 nm, respectivamente, calcule o fator de 
empacotamento atômico. 
Obs: a célula unitária tetragonal, possui o mesmo número de átomos 
por célula que a célula cúbica de face centrada. 
Resp: FEA= 0,534 
 
10) Esta é a célula unitária para um metal hipotético: 
 
 
a) A qual sistema cristalino pertence essa célula unitária? 
b) Como seria chamada essa estrutura cristalina? 
c) Calcule a densidade do material, dado que o seu peso atômico é de 
141 g/mol. 
11) Dentro de uma célula unitária cúbica, esboce as seguintes direções: 
a) [133] 
b) [111] 
c) [122] 
d) [103] 
e) [012] 
12) Para um composto cristalino, quais são as duas características dos íons 
componentes que determinam a estrutura cristalina? 
13) Quais dos cátions listados na tabela abaixo você estima que formem 
iodetos com a estrutura cristalina do cloreto de césio? Justifique as 
suas opções. 
 
14) O óxido de magnésio possui a estrutura cristalina do sal-gema e uma 
densidade de 3,58g/cm3. 
a) Determine o comprimento de aresta da célula unitária. 
b) Como esse resultado se compara com o comprimento de aresta 
determinado a partir dos raios iônicos mostrado na tabela acima, 
supondo que os íons Mg2+ e O2- apenas se tocam uns nos outros ao 
longo da aresta? 
15) Qual a diferença entre alotropia e polimorfismo? Cite exemplo. 
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