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Avaliação ON-LINE 5 (ESTRUTURA CRISTALINA)

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UNINASSAU Aluno: Joaquim Francisco de Macêdo Neto 
ESTRUTURA CRISTALINA 
 
A estrutura Cristalina está divida em sólidos cristalinos e sólidos amorfos ou não-
cristalino. 
Sólidos cristalinos: Uma substância pode ser considerada cristalina quando os átomos 
(ou moléculas) que a constitui estão dispostos segundo uma rede tridimensional bem 
definida e que é repetida por milhões de vezes.(Ordem de longo alcance) 
Exemplos: Todos os metais e a maior parte das cerâmicas. 
Sólidos amorfos ou não-cristalinos: Em geral, não apresentam regularidade na 
distribuição dos átomos e podem ser considerados como líquidos extremamente 
viscosos. Exemplos: Vidro, piche e vários polímeros. 
 
SISTEMAS CRISTALINOS 
 
Para avaliarmos o grau de repetição de um estrutura cristalina é necessário definirmos 
qual a unidade estrutural que esta sendo repetida, que é chamada de célula unitária. A 
principal característica da célula unitária é que esta apresenta a descrição completa da 
estrutura como um todo, incluindo a estequiometria. 
 
 
O arranjo mais estável dos átomos em um cristal será aquele que minimiza a energia 
livre por unidade de volume ou, em outras palavras: 
- preserva a neutralidade elétrica da ligação; 
- satisfaz o caráter direcional das ligações covalentes; 
- minimiza as repulsões íon-íon e, além disso, 
- agrupa os átomos do modo mais compacto possível. 
 
Distribuição de átomos no espaço e suas respectivas funções de probabilidade de se 
encontrar um átomo em função da distância - W(r) 
 
UNINASSAU Aluno: Joaquim Francisco de Macêdo Neto 
 
 
OS SETE SISTEMAS CRISTALINOS: São todas as formas de células unitárias 
possíveis que podem ser "empilhadas" e preencher totalmente o espaço tridimensional. 
 
 
UNINASSAU Aluno: Joaquim Francisco de Macêdo Neto 
 
 
OS QUATORZE RETICULADOS CRISTALINOS DE BRAVAIS 
(Auguste Bravais cristalógrafo francês 1811-1863) 
 
Representam as possibilidades de preenchimento dos sete reticulados cristalinos 
por átomos. 
 
 
CONCEITOS IMPORTANTES PARA A CARACTERIZAÇÃO DOS ETICULADOS 
CRISTALINOS 
 
- NÚMERO DE COORDENAÇÃO: 
Representa o número de átomos mais próximos à um átomo de referência. 
 
- PARÂMETRO DO RETICULADO: 
UNINASSAU Aluno: Joaquim Francisco de Macêdo Neto 
Constitui uma relação matemática entre uma dimensão da célula e o raio atômico. 
 
- FATOR DE EMPACOTAMENTO ATÔMICO: 
É a relação entre o volume dos átomos no interior da célula unitária pelo volume total 
da célula . 
 
 
 
RETICULADOS CRISTALINOS MAIS IMPORTANTES: 
 
CCC - CÚBICO DE CORPO CENTRADO 
- Exemplos de metais CCC: Ferro α (Fe), Cromo (Cr), Molibdênio (Mo), Tantâlo (Ta), e 
Tungstênio (W) 
 
- N° de coordenação (que representa o n° de vizinhos mais próximos): 8 
 
- N° de átomos no interior do reticulado: 2 (8 x 1/8 + 1) 
 
- Fator de empacotamento atômico: 0,68 (68% do volume da célula é ocupado por 
átomos) 
 
- Parâmetro do reticulado: 
 
 
CFC - CÚBICO DE FACES CENTRADAS 
 
- Exemplos de metais CFC: Alumínio (Al), Cobre (Cu), Ouro (Au), Chumbo (Pb), 
Níquel (Ni), Platina (Pt), Prata (Ag). 
 
UNINASSAU Aluno: Joaquim Francisco de Macêdo Neto 
- N° de coordenação: 12 
 
- N° de átomos no interior do reticulado: 4 (8 x 1/8 + 6 x 1/2) 
 
- Fator de empacotamento atômico: 0,74 (74% do volume da célula é ocupado por 
átomos) 
 
- Parâmetro do reticulado: 
 
 
 
HC - HEXAGONAL COMPACTA 
 
- Exemplos de metais HC: Cádmio (Cd), Cobalto (Co), Titânio α (Ti), Zinco (Zn), 
Magnésio (Mg) 
 
- N° de coordenação: 12 
 
- N° de átomos no reticulado: 2 (6/3) 
 
- Fator de empacotamento atômico: 0,74 (74% do volume da célula é ocupado por 
átomos) 
 
- Relação c/a teórica: 1,633 
 
UNINASSAU Aluno: Joaquim Francisco de Macêdo Neto 
 
 
 
 
 
 
UNINASSAU Aluno: Joaquim Francisco de Macêdo Neto 
ALOTROPIA 
 
A estrutura cristalina de equilíbrio é dependente da temperatura e da pressão. 
O exemplo clássico é o carbono que pode ser amorfo, grafita ou diamante. 
 
O Fe apresenta estrutura cristalina CCC na temperatura ambiente. Entretanto a 912°C o 
Fe sofre uma transformação alotrópica para CFC. A transformação alotrópica é 
freqüentemente acompanhada por modificações de densidade e outras propriedades 
físicas. 
Exemplo- Alotropia do Fe puro 
 
 
 
ESTRUTURAS CRISTALINAS COMPACTAS 
 
- Estruturas CFC e HC apresentam F.E.A. = 0,74 (empacotamento mais eficiente para 
esferas de mesmo diâmetro). 
Adicionalmente a representação de células cristalinas, as estruturas CFC e HC podem 
ser descritas através de empilhamentos de planos compactos (máxima densidade 
atômica). 
 
 
UNINASSAU Aluno: Joaquim Francisco de Macêdo Neto

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