Lista de exercícios sobre estruturas cristalinas sem gabarito

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Pontifícia Universidade Católica do Paraná
ESCOLA POLITÉCNICA
disciplina de CIÊNCIas dos materiais
Lista de Exercícios 1
1) Qual é a diferença entre estrutura atômica e estrutura cristalina?
2) Qual é a diferença entre uma estrutura cristalina e um sistema cristalino?
3) Se o raio atômico do alumínio é de 0,143 nm, calcule o volume de sua célula unitária em metros cúbicos. (R = 6,62 x 10-29 m3)
4) Mostre que para a estrutura cristalina cúbica de corpo centrado, o comprimento da aresta da célula unitária e o raio atômio R estão relacionados através da expressão .
5) Mostre que o fator de empacotamento atômico para a CCC é de 0,68.
6) O ferro possui uma estrutura cristalina CCC, um raio atômico de 0,124 nm, e um peso atômico de 55,85 g/mol. Calcule e compare a sua densidade com o valor experimental encontrado na contracapa do livro de 7,87 g/cm3.
7) Calcule o raio de um átomo de irídio dado que o Ir possui uma estrutura cristalina CFC, uma densidade de 22,4 g/cm3, e um peso atômico de 192,2 g/mol. (R = 0,136 nm)
8) Calcule o raio de um átomo de vanádio, dado que o V possui uma estrutura cristalina CCC, uma densidade de 5,96 g/cm3, e um peso atômico de 50,9 g/mol. (R = 0,1321 nm)
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9) Um metal hipotético possui a estrutura cristalina cúbica simples mostrada na Figura abaixo. Se o seu peso atômico é de 70,4 g/mol e o raio atômico é de 0,126 nm, calcule a sua densidade. (ρ = 7,31 g/cm3)
Figura 1 – Representação da célula unitária através de esferas rígidas para estrutura cristalina cúbica simples.
10) 
11) Usando os dados de peso atômico, estrutura cristalina e raio atômico tabelados abaixo, calcule as densidades teóricas para o chumbo, o cromo, o cobre e o cobalto, e então compare esses valores com as densidades medinas listadas na mesma tabela. 
(Pb: ρ = 11,35 g/cm3; Cr: ρ = 7,18 g/cm3; Cu: ρ = 8,90 g/cm3)
Tabela de dados
	Elemento
	Estrutura
	Raio atômico
	Peso atômico
	Densidade medida
	Pb (chumbo)
	CFC
	0,175 nm
	207,2 g/mol
	11,35
	Cr (cromo)
	CCC
	0,125 nm
	52,00 g/mol
	7,19
	Cu (cobre)
	CFC
	0,128 nm
	63,55 g/mol
	8,94
12) O ródio possui um raio atômico de 0,1345 nm (1,345 Å) e uma densidade de 12,41 g/cm3. Determine se ele possui uma estrutura cristalina CFC ou CCC. (FEA = 0,74)
13) Abaixo estão listados o peso atômico, a densidade e o raio atômico para três ligas hipotéticas. Para cada uma determine se a sua estrutura cristalina é CFC, CCC ou cúbica simples, e então justifique a sua determinação. (Liga A: FEA = 0,52; liga B: FEA = 0,74; liga C: FEA = 0,52)
Figura 1 – Representação da célula unitária através de esferas rígidas para estrutura cristalina cúbica simples.
14) 
	Liga
	Peso atômico (g/mol)
	Densidade (g/cm3)
	Raio atômico (nm)
	A
	77,4
	8,22
	0,125
	B
	107,6
	13,42
	0,133
	C
	127,3
	9,23
	0,142