Lista de Exercícios 02 - Estruturas Cristalinas e defeitos

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Materiais Elétricos e Medidas 
Prof. Dr. Luís Barêa e Prof. Dr. Helder Galeti 
Lista de Exercícios 02 – Estruturas Cristalinas e defeitos 
 
1) Quais são as três formas básicas de materiais sólidos? Defina-as. 
2) Defina o que é uma estrutura cristalina? 
3) O que é uma célula unitária? 
4) Qual a diferença entre estrutura atômica e estrutura cristalina? 
5) Qual a diferença entre um sólido cristalino e um sólido não cristalino? 
6) Descreve as principais características de um material policristalino? 
7) O que é alotropia? O que é anisotropia? 
8) Descreva a estrutura cristalográfica do diamante, do Si e do Ge (rede 
+ base)? 
9) Considere um cristal de Si, com parâmetro de rede a=0,543 nm, e 
responda: 
a) Qual o volume da célula unitária? 
b) Qual é o número de átomos por célula? 
c) Qual é a densidade de átomos por cm3? 
d) Qual é a densidade teórica desse material (massa atômica=28,09 
g/mol)? 
 
10) Questão para pesquisar: Qual é a técnica utilizada para determinar a 
estrutura cristalográfica de um material? 
11) Para um metal com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado 
(CCC), calcule o raio atômico (em nm) se o metal possui uma massa 
específica de 7,25g/cm3 e um peso atômico de 50,99 g/mol. 
12) Determine as relações entre o raio atômico e o parâmetro de rede 
para o sistema cúbico em metais. 
13) A 20°C o ferro apresenta a estrutura CCC, com um raio atômico 0,124 
nm. A partir dos dados estabelecidos, calcule o parâmetro de rede a 
da célula unitária do ferro. 
14) Sabemos que o alumínio possui uma estrutura cristalina CFC, o raio 
atômico é 0,143 nm e o seu peso atômico é dado por 26,98 g/mol. A 
partir dos dados mencionados anteriormente calcule a densidade. 
15) O nióbio possui um raio atômico de 0,1430 nm e uma massa específica 
de 8,57 g/cm3. Determine se ele possui uma estrutura cristalina CFC 
ou CCC. 
16) A tabela 1 apresenta 4 metais com estruturas cristalinas distintas, a 
partir dos dados da tabela calcule o parâmetro de rede e a densidade. 
Metal Estrutura 
Cristalina 
Raio atômico 
(nm) 
Peso Atômico 
(g/mol) 
Cromo CCC 0,1249 51,99 
Cobre CFC 0,1278 63,54 
Ouro CFC 0,1442 196,97 
Vanádio CCC 0,132 50,94 
 
17) Abaixo, são listadas as características de 3 ligas de materiais 
hipotéticos. Determine a estrutura cristalina de cada um dos materiais, 
justificando sua resposta. 
 
18) Quais são os tipos de defeitos segundo a classificação geral? Descreva 
os defeitos possíveis em cada uma dessas classes. 
19) Quais os tipos de defeitos necessários e inevitáveis para a fabricação 
de dispositivos, e quais são os indesejáveis e prejudiciais ao 
desempenho desses dispositivos? 
Material Massa atômica 
(g/mol) 
Densidade 
(g/cm3) 
Raio atômico 
(nm) 
Estrutura 
Cristalina 
A 77,4 8,22 0,125 
B 107,6 13,42 0,133 
C 127,3 9,23 0,142