LISTA 2 - Estrutura dos materiais - Callister

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Estrutura dos materiais 
Lista de exercícios - 2 
 
1. Defina o que é uma estrutura cristalina de materiais sólidos. 
 
2. Quais são as diferenças entre uma estrutura cristalina desordenada e uma estrutura 
amorfa? 
 
3. (a) Quais são as diferenças entre estrutura atômica e estrutura cristalina? (b) Quais 
são as redes cristalinas primitivas? (c) O que são as redes de Bravais? 
 
4. Quais são as relações entre a estrutura cristalina e as propriedades dos materiais? 
 
5. Qual é a diferença de empilhamento dos elementos de base entre a estrutura CFC e 
HC? 
 
6. Mostre que para uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrada o comprimento 
de aresta da célula unitária (a) e o raio atômico (R) estão relacionados pela 
expressão abaixo. 
 
3/4Ra = 
 
7. Mostre em detalhes (passo a passo) que o fator de empacotamento atômico para a 
estrutura cristalina HC é 0,74. 
 
8. O iodo possui uma célula unitária ortorrômbica, para a qual os parâmetros de rede 
a, b e c são 0,479, 0,725 e 0,978 nm, respectivamente. (a) Se o fator de 
empacotamento atômico e o raio atômico são de 0,547 e 0,177 nm, 
respectivamente, determine o número de átomos em cada célula unitária. (b) O 
peso atômico do iodo é de 126,91 g/mol; calcule a sua densidade. 
 
9. A estrutura do Fe muda de CCC para CFC quando aquecido acima de 910°C. De 
quanto se altera 1 m de arame de ferro que sofra esta transformação? (Ignore 
qualquer variação no raio do arame e considere que o raio de átomo de Fe na 
estrutura CCC é de 0,1258 nm e de 0,1292 nm na estrutura CFC). 
 
10. Calcule o raio de um átomo de paládio, dado que o Pd tem uma estrutura cristalina 
CFC uma densidade de 12 g/cm3 e um peso atômico de 106,4 g/mol. 
 
11. O nióbio possui um raio atômico de 0,1430 nm e uma densidade de 8,57 g/cm3 
determine se ele possui uma estrutura cristalina CFC ou CCC. 
 
 
 
12. O magnésio possui uma estrutura cristalina HC, com uma razão c/a de 1,624 e uma 
densidade de 1,74 g/cm3. Calcule o raio atômico para o Mg. 
 
13. O cobalto possui uma estrutura cristalina HC, tem um raio atômico de 0,1253 nm e 
uma razão c/a de 1,623. Calcule o volume em metros cúbicos da célula unitária para 
o Co. 
 
14. Zircônio tem uma estrutura cristalina HC e uma densidade de 6.51 g/cm3. 
(a) Qual é o volume de sua célula unitária em metros cúbicos? 
(b) Se a razão c/a é 1,593, calcule os valores de c e a. 
 
15. O ferro possui uma estrutura cristalina CCC, um raio atômico de 0,124 nm, e um 
peso atômico de 55,85 g/mol. Calcule a sua densidade teórica (g/cm3). 
 
16. 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 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 
 
17. Quais são os índices de Miller das direções do desenho abaixo (Obs. vetores não se 
encontram na origem). 
 
 
 
 
 
 
 
18. Quais são os índices de Miller das direções do desenho abaixo (Obs. vetores não se 
encontram na origem). 
 
 
19. Quais são os índices de Miller-Bravais das direções dos desenhos abaixo. 
 
a b
dc
 
 
 
20. Abaixo são mostradas esquemas de diferentes direções cristalográficas de um metal 
hipotético. Os círculos representam os átomos. 
 
(a) Desenhe a estrutura cristalina com os elementos de base indicados. 
(b) Qual tipo de sistema cristalino primitivo representam essas direções? 
(c) Qual estrutura da rede de Bravais representam essas direções? 
 
21. Quais são os índices de Miller dos planos do desenho abaixo. 
 
22. Quais são os índices de Miller dos planos do desenho abaixo. 
 
 
 
 
 
23. Quais são os índices de Miller dos planos do desenho abaixo. 
 
 
24. Quais são os índices de Miller-Bravais dos planos dos desenhos abaixo. 
 
a b
dc
 
 
 
 
25. Os planos abaixo são de uma celula unitaria de um metal hipotetico. Os circulos 
representam os átomos. 
 
(a) Desenhe a estrutura cristalina com os elementos de base indicados. 
(b) Qual tipo de sistema cristalino primitivo representam estes planos? 
(c) Qual estrutura da rede de Bravais representam estes planos? 
(d) Se a densidade deste metal é 8,95 g/cm3, determine a massa atômica. 
 
26. O que são direções e planos equivalentes? Justifique a sua resposta. 
 
27. Determine a densidade atômica linear das direções [100], [110] e [111] para a célula 
unitária CFC e defina qual é a direção com maior densidade atômica linear. 
 
28. (a) Determine a expressão de densidade linear para as direções [110] e [111] da 
estrutura CCC em termos de raio atômico R. (b) Calcule e compare os valores das 
densidades lineares dessas direções para o tungstênio. 
 
29. (a)Esquematize o empacotamento atômico dos planos (100) e (110) para a 
estrutura CCC (b) Determine a expressão de densidade planar para os planos (100) 
e (110) da estrutura CCC em termos de raio atômico R. (c) Calcule e compare os 
valores das densidades planares desses planos para o vanádio. 
 
30. (a) O que é um monocristal? (b) O que é um material policristalino? 
 
31. O que é anisotropia? 
 
32. (a) O que é polimorfismo? (b) Cite um exemplo de material polimorfico de cada 
classe: metálico e cerâmico. 
 
 
 
 
33. Discuta o que são posições intersticiais numa estrutura cristalina CCC, CFC ou HC? 
 
34. Quantos interstícios octaédricos e tetraédricos existem na célula unitária nas 
estruturas cúbica de corpo centrado, cúbica de face centrada e hexagonal 
compacta? 
 
35. Calcule o raio da impureza que se ajusta perfeitamente no sítio maior (tetraédrico) 
para a estrutura CCC. 
 
36. Calcule o raio da impureza que se ajusta perfeitamente no sítio intersticial maior 
(octaédrico) para a estrutura CFC.