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INTRODUÇÃO À ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
Classificação e exemplos de sólidos de acordo com o tipo de ligação predominante.
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS CRISTALINOS: átomos estão dispostos em um padrão de repetição ordenada.
SÓLIDOS AMORFOS: não apresentam o ordenamento dos sólidos cristalinos. São similares às estruturas dos líquidos, mas moléculas, átomos ou íons não tem a liberdade de movimento característica dos líquidos.
Sólido Cristalino
Sólido Amorfo
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
Em um sólido cristalino, existe uma unidade de repetição relativamente pequena, chamada célula unitária;
A estrutura do cristal pode ser construída mediante o empilhamento dessa unidade nas três dimensões;
A estrutura de um sólido cristalino é definida:
1 – Forma e tamanho da célula unitária
2 – Posição dos átomos dentro da célula unitária
Estrutura cristalina: padrão geométrico dos pontos em que as células unitárias se organizam.
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
Propriedades da Estrutura cristalina
Estruturas bidimensionais
Posição dos pontos da rede cristalina definida pelos vetores de rede a e b;
A área sombreada definida pelos vetores a e b, define a célula unitária;
Em duas dimensões, as células devem ficar lado a lado, de forma que cubram toda a área da rede cristalina, sem deixar lacunas!
Em três dimensões, as células unitárias devem estar empilhadas para preencher todo o espaço da rede.
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
Em uma rede cristalina bidimensional, as células unitárias podem assumir apenas uma das 5 formas mostradas abaixo:
Propriedades da Estrutura cristalina
Estruturas bidimensionais
Tipo mais comum
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
Outros polígonos não preenchem os espaços sem deixar lacunas.
Propriedades da Estrutura cristalina
Estruturas bidimensionais
Pentágonos
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
Se colocarmos um ponto da rede cristalina em cada vértice de uma célula unitária, teremos uma rede cristalina primitiva.
Propriedades da Estrutura cristalina
Estruturas tridimensionais
As 7 redes primitivas tridimensionais
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
Redes cristalinas centradas: pontos da rede em pontos específicos na célula unitária.
Propriedades da Estrutura cristalina
Estruturas tridimensionais
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS METÁLICOS
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS METÁLICOS
	Localização do átomo	Número de células unitárias que compartilham o átomo	Fração de átomo dentro de cada célula unitária
	Vértice	8	1/8 ou 12,5%
	Aresta	4	1/4 ou 25%
	Face	2	1/2 ou 50%
	Qualquer outro lugar	1	1 ou 100%
Fração de um átomo como uma função da localização dentro da célula unitária 
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS METÁLICOS
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS METÁLICOS
Empacotamento denso
Em ambos os tipos de empacotamentos, cada esfera tem 12 vizinhas equidistantes;
Diz-se que cada esfera tem um número de coordenação 12;
Número de coordenação: número de átomos que circundam um determinado átomo em uma estrutura cristalina.
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS METÁLICOS
Empacotamento denso
Eficiência do empacotamento = volume dos átomos / volume da célula unitária
Não é possível empilhar esferas sem deixar alguns espaços vazios entre elas!
Caso simples: metal cúbico de face centrada
Volume dos átomos: número de átomos na célula unitária × volume de uma esfera: 
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS METÁLICOS
Empacotamento denso
Caso simples: metal cúbico de face centrada
Volume da célula unitária: a3
Como determinar???
Teorema de Pitágoras
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS METÁLICOS
Empacotamento denso
Caso simples: metal cúbico de face centrada
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS METÁLICOS
LIGAS
O elemento intersticial (C) forma ligações covalentes como os átomos de metal (Fe) vizinhos;
A presença de ligações extras proporcionadas pelo componente intersticial faz com que a estrutura do metal fique mais dura, mais forte e menos dúctil;
Outros elementos são adicionados às ligas de aço para conferir outras propriedades, como resistência à fadiga e à corrosão. 
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS METÁLICOS
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS IÔNICOS
Sólidos iônicos são unidos pela atração eletrostática entre cátions e ânions, ou seja, por ligações iônicas;
Os elétrons de valência não encontram-se deslocalizados, como nos sólidos metálicos, por isso são isolantes elétricos;
Tendem a ser quebradiços.
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS IÔNICOS
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Pontos de fusão e ebulição do benzeno, tolueno e fenol
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS MOLECULARES
Sólidos moleculares são átomos ou moléculas neutras unidas por forças dipolo-dipolo, forças de dispersão e/ou ligações de hidrogênio;
Em decorrência destas forças de interação molecular fracas, são macios e apresentam baixos pontos de fusão e ebulição;
As propriedades físico-químicas dependem da intensidade das forças intermoleculares e da geometria molecular.
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS DE REDE COVALENTE
Sólidos de rede covalente consistem em átomos unidos em grandes redes através de ligações covalentes;
São sólidos mais duros e possuem pontos de fusão e ebulição mais elevados que dos sólidos moleculares.
Diamante
Grafite
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Estrutura eletrônica de bandas de energia de semicondutores com a estrutura cristalina do diamante
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS DE REDE COVALENTE
SEMICONDUTORES
Eg > 3,5 e V material isolante
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ESTRUTURA DOS SÓLIDOS
SÓLIDOS DE REDE COVALENTE
SEMICONDUTORES DOPADOS
Adição de pequenas quantidades de impurezas (dopagem) a um semicondutor altera as propriedades eletrônicas do material
Tipo n
Tipo p
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