Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Empacotamento denso de esferas

• Existem duas opções para a terceira camada de esferas:

– A terceira camada fica eclipsada com a primeira (arranjoABAB). Esse é chamado de empacotamento denso hexagonal (edh).

– A terceira camada está em uma posição diferente em relação àprimeira (arranjo ABCABC). Esse é chamado de empacotamento denso cúbico (edc).

EstruturasEstruturas dosdos ssóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Empacotamento denso de esferas

EstruturasEstruturas dosdos ssóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Empacotamento denso de esferas

• Cada esfera é cercada por 12 outras esferas (6 em um plano, 3 acima e 3 abaixo).

• Número de coordenação: é o número de esferas que cercadiretamente uma esfera central.

• Os empacotamentos densos hexagonal e cúbico são diferentes das células unitárias cúbicas.

• Se são utilizadas esferas de tamanhos diferentes, as esferasmenores são colocadas em orifícios intersticiais.

EstruturasEstruturas dosdos ssóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

• Existem quatro tipos de sólidos:

– Moleculares (formados a partir de moléculas) – normalmentemacios, com pontos de ebulição baixos e condutividade ruim.

– Rede covalente (formada de átomos) – muito duros, com pontosde fusão muito altos e condutividade ruim.

– Iônicos (formados de íons) – duros, quebradiços, com pontos de ebulição altos e condutividade ruim.

– Metálicos (formados a partir de átomos de metais) – macios ouduros, pontos de ebulição altos, boa condutividade, maleáveis e dúcteis.

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Sólidos moleculares

• Forças intermoleculares: dipolo-dipolo, dispersão de London e ligações de H.

• Forças intermoleculares fracas dão origem a baixos pontos de fusão.

• Gases e líquidos à temperatura ambiente normalmente formamsólidos moleculares em baixa temperatura.

• O empacotamento denso de moléculas é importante (já que elasnão são esferas regulares).

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Sólidos covalentes

• Forças intermoleculares: dipolo-dipolo, dispersão de London e ligações de H.

• Átomos mantidos unidos em redes grandes.

• Exemplos: diamante, grafite, quartzo (SiO2), silicone carbide (SiC) e nitrito de boro (BN).

• No diamante:

– Cada átomo de C tem um número de coordenação igual a 4; cada átomo de C é tetraédrico, há um arranjo tridimensional de átomos.

– O diamante é duro e tem um alto ponto de fusão (3550 °C).

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Sólidos covalentes

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Sólidos covalentes

• No grafite

– cada átomo de C é ordenado em um anel hexagonal plano;

– camadas de anéis interconectados são sobrepostas;

– a distância entre os átomos de C é próxima à do benzeno (1,42 Å versus 1,395 Å no benzeno);

– a distância entre as camadas é grande (3,41 Å);

– Os elétrons movimentam-se em orbitais deslocalizados (bomcondutor).

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Sólidos iônicos

• Íons (esféricos) mantidos unidos por forças eletrostáticas de atração.

• Há algumas classificações simples para tipos de rede iônica.

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Sólidos iônicos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Sólidos iônicos

• A estrutura do NaCl

• Cada íon tem um número de coordenação igual a 6.

• Rede cúbica de face centrada.

• A proporção cátion-ânion é 1:1.

• Exemplos: LiF, KCl, AgCl e CaO.

• A estrutura do CsCl

• O Cs+ tem um número de coordenação igual a 8.

• Diferente da estrutura do NaCl (o Cs+ é maior que o Na+).

• A proporção cátion-ânion é 1:1.

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Sólidos iônicos

• Estrutura da blenda de zinco

• Exemplo típico é o ZnS.

• Os íons de S2- adotam um arranjo cfc.

• Os íons de Zn2+ têm um número de coordenação igual a 4.

• Os íons de S2- são colocados em um tetraedro em volta dos íonsde Zn2+.

• Exemplo: CuCl.

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Sólidos iônicos

• Estrutura da fluorita

• Exemplo típico CaF2.

• Os íons de Ca2+ tem um arranjo cfc.

• Há duas vezes mais íons de F- do que de Ca2+ em cada célulaunitária.

• Exemplos: BaCl2, PbF2.

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

Sólidos metálicos• Os sólidos metálicos têm átomos metálicos com arranjos em edh,

cfc ou ccc.• O número de coordenação para cada átomo é 8 ou 12.• Problema: a ligação é forte demais para a dispersão de London e

não há elétrons suficientes para ligações covalentes.• Solução: os núcleos de metal flutuam em um mar de elétrons.• Os metais conduzem porque os elétrons estão deslocalizados e são

volúveis.

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

LigaLigaçções nos sões nos sóólidoslidos

Capítulo 10© 2005 by Pearson Education

FimFim dodo CapCapíítulotulo 1111

ForForçças intermolecularesas intermoleculares,, llííquidosquidos ee

ssóólidoslidos