Materiais cristalinos - Ciência dos Materiais

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Material cristalino: material com átomos organizados em padrões geométricos 
 
 
 
Material amorfo: material com átomos desorganizados, ou seja, suas ligações não 
possuem um padrão 
 
 
Rede cristalina: também chamada de estrutura cristalina, é um conjunto de propriedades que 
resultam da forma que os átomos estão arranjados e organizados 
Sistema cristalino: consiste na maneira como os átomos estão ordenados 
Células unitárias: é o menor agrupamento de átomos representativo de uma dete rminada estrutura 
cristalina específica 
parâmetros de rede: são grandezas utilizadas para descrever o comprimento dos seus lados. 
Compreende três comprimentos (a,b,c) e três ângulos (α, β, γ). O comprimento de a, b e c é 1 
 
 
Polimorfismo e Alotropia: Quando um material tem várias estruturas cristalinas ele é chamado de 
polimorfo, e quando esse fenômeno acontece em sólidos elementares (quando tem apenas 1 
elemento) é chamado de alotropia. A estrutura do material muda conforme muda a temperatura. 
Por exemplo, um material que tinha estrutura Cúbica Simples quando estava na temperatu ra 
ambiente e foi para Cúbica de Corpo Centrado quando foi aquecido ou resfriado (CS -> CCC). Isso 
ocorre porque, quando aquecido por exemplo, os átomos vibram, e para diminuir essa vibração os 
átomos mudam a posição, criando uma estrutura cristalina nova. 
 
PARÂMETROS: 
R: Raio atômico 
Número de átomos na Célula Unitária (reticulo cristalino) (Nº átomos): Soma de todas as metades 
dos átomos da célula unitária 
Número de Coordenação (NC): número de vizinhos número de átomos ao redor de um átomo 
específico. 
Parâmetro de Rede (a): distância Inter atômica, ou seja, o comprimento de um dos lados do átomo 
Fator de Empacotamento atômico (FEA): porcentual do volume ocupado por átomos no interior da 
célula unitária. É calculado por ----> (Nº átomos x Volume de átomos) /Volume da célula unitária 
Volume do átomo: 4/3*π*R³ 
 
 
CRISTAIS IÔNICOS CÚBICOS 
• Formados por cátion e ânion 
• Se estruturam pelas forças elétricas 
• Se perceber, ao redor de um cátion (bolinhas vermelhas) só pode haver ânion (bolinha preta) 
 
•Cúbico simples (C.C): Cúbico com um átomo em cada vértice 
 
Número de coordenação: 6 
Possui 6 átomos ao redor de cada cátion 
 
 
 
 
 
 
Número de átomos por célula unitária: 8*1/8=1 
 
Relação aresta/raio: a = 2r 
 
Fator de Empacotamento Atômico: (1 x 4/3 x π x r³)/ (2r)³ = 0,52 
 
 
 
Formados apenas por cátion ou átomos. Ou seja, os elétrons ficam livres possibilitando a 
condução da eletricidade 
•Cubico de centro centrado (C.C.C): Cubico com um átomo no centro 
 
Número de coordenação: 8 
O átomo que está no centro encosta em 4 átomos em cima e 4 átomos em baixo 
 
Número de átomos por célula unitária: 1+8*1/8 = 2 
 
 
Parâmetro de rede(a) = 4r/ ²√3 
 
Deve calcular a diagonal do cubo para encontrar o tamanho do parâmetro de rede (a) 
porque se calcular apenas a diagonal de uma face do cubo vai ignorar a dimensão da 
esfera no meio da célula. 
Relação aresta/raio: 4r = a ²√3 
 
Fator de Empacotamento Atômico: (2 x 4/3 x R x π³) / (4r/ ²√3)³= 0,68 
 
 
 
Cúbico de face centrada (C.F.C): Cubico com átomos em todos os vértices e no meio de 
cada face 
 
Número de coordenação: 12 
Cada átomo tem 4 átomos ao seu lado, 4 em cima e 4 em baixo 
 
Número de átomos por célula unitária: 6*1/2+8*1/8 = 4 
 
Parâmetro de rede(a): a = 4r/²√2 
 
Como todas esferas estão encostando, é possível calcular o valor do parâmetro de rede (a) 
por meio da diagonal de uma face aplicando pitágoras 
(4r)² = a² + a² 
 
Relação aresta/raio: a = 4r 
Fator de Empacotamento Atômico: (4*4/3*π*r³)/(4³r³/√3³)= 0,74