Exercicios Avaliativos Defeitos Solucoes Solidas NaoEstequiometria

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Universidade Federal de São Paulo - Campus Diadema 
 
Discente: Mirelle Lopes da Silva R.A.: 113620 
Unidade Curricular: Química do Estado Sólido 
Docente: Marcos Bizeto 
 
Exercícios Avaliativos: Defeitos / Soluções Sólidas / Não Estequiometria 
 
1. Considerando os compostos: óxido de ferro (FeO), óxido de magnésio 
(MgO), óxido de manganês (MnO) e óxido de urânio (UO2): 
 
a) Indique qual(is) o(s) tipo(s) de defeito(s) estrutural intrínseco mais 
provável(is) de ocorrer em cada um desses sólidos; 
 
Resposta: O que determina a predominância de um determinado defeito 
em uma estrutura é principalmente seu número de coordenação. Sendo assim, 
para FeO (N.C. = 6:6) o tipo de defeito mais esperado é o defeito de Schottky, 
devido à vacância de Fe em alguns sítios. Está associado à vacância de O 
para garantir a neutralidade de carga do sistema. O mesmo pode ser 
observado para o óxido de magnésio (MgO; N.C. = 6:6). Para MnO o N.C. é 
igual a 6:3, o que torna mais favorável a ocorrência de defeitos de Frenkel, que 
se caracteriza pela migração de um íon para um sítio intersticial já que estes 
são mais “abertos”. A mesma tendência é observada no UO2 (N.C. = 8:4). 
 
b) Em qual(is) deles podem ocorrer não estequiometria. Justifique sua 
resposta; 
 
Resposta: Para que a estequiometria de um composto seja alterada 
deve ocorrer substituição de átomos ou a presença de átomos intersticiais. Nos 
compostos citados a não estequiometria poderá ocorrer por métodos 
intrínsecos através da diferença das concentrações dos íons pois para FeO, 
MnO e UO2 os estados de oxidação dos átomos de Fe, Mn e U podem variar. 
Isso não ocorre com o MgO, pois o magnésio possui apenas um estado de 
oxidação (2+). 
 
c) Naqueles que você indicou a presença de não estequiometria indique 
as modificações estruturais que devem ocorrer para que haja compensação da 
carga. 
 
Resposta: Os estados de oxidação dos metais ligados ao O variam de 
modo que o sistema continue eletricamente neutro. Para cada átomo de Fe2+ 
que está ausente em um sítio atômico na estrutura, formam-se dois átomos de 
Fe3+. De forma análoga, a ausência de átomos de Mn2+ e de U4+ tem com 
consequência a oxidação de dois átomos de cada uma das espécies formando 
Mn3+ e U5+, respectivamente. 
 
2) O rubi tem como fórmula química Al2-xCrxO3 e o mesmo tipo de 
estrutura cristalina que o corundum (Al2O3). Este sólido é não 
estequiométrico ou trata-se de uma solução sólida? Justifique sua 
resposta explicando o tipo de não estequiometria presente ou o tipo 
de solução sólida formada. 
 
 Resposta: Considerando as cargas que estes átomos assumem no 
composto acima (Al3+ e Cr3+), sua valência (3+ para as duas espécies), os 
valores de eletronegatividade atribuídos (Al3+=1,5 e Cr3+=1,6) e também os 
raios similares de ambos, pode-se concluir que o que é observado é Cr3+ como 
espécie dopante em uma estrutura de corundum inicialmente caracterizando 
uma solução sólida. Há alteração contínua na estequiometria do composto, 
mas não há variação no tipo estrutural. 
 
Fontes: Livro Química Inorgânica, Mark Weller: Capítulo 3; Livro Química 
Inorgânica, Shriver & Atkins: Capítulo 23.