Estrutura Cristalina e Alotropia

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ARIDO 
CENTRO MULTIDISCIPLINAR PAU DOS FERROS 
 
 
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INTRODUÇÃO A CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
EXERCÍCIO 01 – UNIDADE I 
 
1) Descreva a diferença entre a estrutura atômica/molecular dos materiais cristalinos e 
não cristalinos. 
Cristalinos: É aquele no qual os átomos encontram-se ordenados sobre longas distâncias 
atômicas formando uma estrutura tridimensional que se chama de rede cristalina. 
Não cristalinos ou amorfos: Compostos por átomos, moléculas ou íons que não apresentam 
uma ordenação de longa alcance, podem apresentar ordenação de curto alcance. 
 
2) Qual é a diferença entre estrutura atômica e estrutura cristalina? 
A estrutura atômica é a estrutura que contém os átomos, podendo ser cristalina ou amorfa. A 
estrutura cristalina é uma estrutura molecular organizada, onde os átomos se organizam a 
partir de um padrão que repete continuamente ao longo do material, por exemplo a água 
sólida ou um cristal de areia. 
 
3) O que é a célula unitária de uma rede cristalina? 
Pequenos grupos de átomos que se repetem, ou seja, a rede cristalina se subdivide em 
pequenas partes repetitivas que se chamam células unitárias. Uma célula unitária consiste na 
unidade estrutural básica (ou bloco) da estrutura cristalina em virtude de sua geometria e das 
posições dos átomos em seu interior, ou seja, é escolhida para representar a simetria da 
estrutura cristalina em virtude da sua geometria e das posições dos átomos em seu interior. 
 
4) Quantos e quais são os sistemas cristalinos? Como diferem entre si? Quais são suas 
características? 
Os sistemas cristalinos são sete, mas os estudados até o momento foram três, são eles: Cúbica 
de Face Centrada (CFC), Cúbica de Corpo Centrado (CCC) e Hexagonal Compacta (HC). 
Eles Diferem-se pelos seus lados e ângulos internos iguais ou diferentes e desta forma se 
estabelece o número de átomos presentes na célula unitária. Suas características são: Cúbica 
se subdivide em: simples, face centrada e corpo centrado ângulos de 90° graus. (Lados: a = b 
 
 
 
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= c) (ângulos: α= β = γ = 90°) e Hexagonal com ângulos de 120° graus (lados: a = b ≠ c) 
(ângulos: α = β = 90° e γ = 120°). 
 
5) Faça uma lista de metais com estrutura cristalina hexagonal, outra com metais CFC e 
CCC. 
CCC: Cromo; Ferro; Molibdênio; Tântalo; Tungstênio; Titânio, Bario 
CFC: Ferro; Níquel; Chumbo; Alumínio; Cobre; Ouro; Platina; Prata; 
HC: Osmio, Zinco, Cobalto; Titânio; Magnésio e Cádmio 
6) Qual o número de átomos (ou número de pontos de rede) das células unitárias do 
sistema cúbico para metais? 
Três estruturas cristalinas são as possíveis para a maioria dos metais, sendo duas cúbicas e 
uma hexagonal, ou seja: CFC (Cúbica de Faces Centradas): 4 átomos presentes na célula; 
CCC (Cúbica de Corpo Centrado): 2 átomos presentes na célula; HC (Hexagonal Compacta): 
6 átomos presentes na cálula. Na estrutura Cúbica Simples (CS) a célula unitária contém 
apenas 01 átomo e por este motivo os metais não cristalizam na estrutura em questão, ou seja, 
baixo empacotamento atômico. 
7) O que é fator de empacotamento em uma célula unitária? Calcule o fator de 
empacotamento para as células cúbicas para metais. 
O fator de empacotamento (FE) é a fração de volume da célula unitária efetivamente ocupada 
por átomos, assumindo que os átomos são esferas rígidas. 
FE = (n° átomos / célula) x volume cada átomo / volume da célula unitária 
CS: com 1 átomo, o fator de empacotamento é 0,52 ou 52 %. 
CCC: para 2 átomos, o fator de empacotamento é 0,68 ou 68 %. 
CFC: para 4 átomos, o fator de empacotamento é de 0,74 ou 74 %. 
HC: para 6 átomos o fator de empacotamento é 0,74 ou 74 %. 
 
8) O que é alotropia? Alotropia é o fenômeno no qual um material sólido de elementos puros 
pode apresentar mais de uma estrutura cristalina, dependendo da temperatura e da pressão.