Estrutura de Slidos Cristalinos

Estrutura de Slidos CristalinosCap. 03 Callister 5 edio

Estrutura CristalinasUm material cristalino aquele no qual os tomos esto situados em um arranjo que se repete ou que peridico ao longo de grandes distncias atmicas, isto ,existe ordem de longo alcance, de tal modo que quando ocorre a solidificao ostomos se posicionaro em um padro tridimensional repetitivo, no qual cada tomo est ligado aos seus tomos vizinhos mais prximos.

Para materiais que no se cristaliza, a ordem atmica de longo alcance no existeestes materiais so chamados de no-cristalinos ou amorfos.Estrutura Cristalinas

Estrutura CristalinasClulas Unitrias a subdiviso da estrutura cristalina em pequenas unidades que se repetem. Uma clula unitria escolhida para representar a simetria da estrutura cristalina, onde todas as posies dos tomos no cristal podem ser geradas mediante translaes proporcionais s distancias inteiras da clula ao longo de cada uma das arestas. Sendo assim, a clula unitria consiste na unidade estrutural bsica da estrutura cristalina.

Estrutura Cristalinas dos MetaisEstrutura cristalinas dos metais:

Cbico de Face Centrada (CFC);Cbico de Corpo Centrado (CCC);Hexagonal Compacto (HC).Estrutura Cristalinas Cbica de Face Centrada - CFC

Estrutura Cristalinas Cbica de Face Centrada - CFCFEA Fator de Empacotamento Atmico Um oitavo de cada um dos oitos tomos dos vrticesMetade de cada um dos seis tomos localizados nas faces

FEA Fator de Empacotamento Atmico do CFC

Estrutura Cristalinas Cbica de Corpo Centrado - CCC

A relao entre o raio atmico, R, e a aresta do cubo, a, dadapor:

O nmero de tomos por clula unitria igual a 2. O nmero de coordenao igual a 8. Exemplo de metais CCC: Fe-a, cromo, tungstnio, molibdnio

Estrutura Hexagonal Compacta - HC

Hexagonal Simples (HS)Hexagonal Compacta (HC) c/a = 1,633 (ideal). O nmero de tomos por clula unitria igual a 6. O nmero de coordenao igual a 12. O FEA igual a 0,74. Exemplo de metais HC: cdmio, cobalto, zinco.

Clculo da DensidadeUm conhecimento da estrutura cristalina de um slido metlico permite o clculo da sua densidade verdadeira , que obtida atravs da relao:

Onde:n = nmero de tomos associado a cada clula unitria;A = peso atmico;VC = volume da clula unitria;NA = nmero de Avogrado (6,023 x 1023 tamos/mol)

Polimorfismo e Alotropia Polimorfismo: fenmeno no qual um slido (metlico ou no metlico) pode apresentar mais de uma estrutura cristalina, dependendo da temperatura e da presso (por exemplo, a slica, SiO2 como quartzo, cristobalita e tridimita). Alotropia: polimorfismo em elementos puros.Exemplo: o diamante e o grafite so constitudos por tomos de carbonoarranjados em diferentes estruturas cristalinas.

CCCCFCCCC

Sistemas Cristalinos

Sistemas Cristalinos

A geometria da clula unitria univocamente descrita em termos de seis parmetros: o comprimento das trs arestas do paraleleppedo (a, b e c) e os trs ngulos entre as arestas ( a, b e g). Esses parmetros so chamados parmetros de rede.

Cbica;TetragonalHexagonal;Ortorrmbica;Monoclnico;Triclnico;Rombodrico

Sistemas CristalinosReticulados de Bravais

DIREES CRISTALOGRFICASNDICE DE MILLER Notao utilizada para identificar direes e planos cristalogrficos, a direo cristalogrfica representada por [hkl] enquanto o plano cristalogrfico representado por (hkl).

Regras:- Estabelea a origem do sistema de coordenadas- Determine as coordenadas da base do vetor- Determine as coordenadas da ponta do vetor- Subtraia as coordenadas- Caso necessrio racionalize os ndices [hkl] para nmeros inteiros

PLANOS CRISTALOGRFICAS

XYZ11111__________________110

Plano (110)

PLANOS CRISTALOGRFICAS

CLCULO DO F.E.A HEXAGONAL COMPACTO

ARRANJOS ATMICOSO empacotamento atmico para o plano (110) diferente para a estrutura CCC e CFC

CFCCCCUma famlia de planos contem todos aqueles planos que so cristalograficamente Equivalentes, isto , possui o mesmo empacotamento atmico, a representao da famlia designada por ndices que so colocados entre chaves.

- {111}

DENSIDADES ATMICAS LINEAR E PLANAR

Onde: Lc = comprimento linear total; Ll = comprimento linear dentro da clula unitria; DL = densidade linaerDensidades atmicas linear

Densidades atmicas planar

Plano (110) estrutura CFCCalcule a densidade planar(110) para a estrutura CCCrea planar da clula unitriarea total do crculo

MATERIAIS CRISTALINOS E NO-CRISTALINOS Monocristalinos: constitudos porum nico cristal em toda a extensodo material, sem interrupes. Policristalinos: constitudo devrios cristais ou gros, cada umdeles com diferentes orientaesespaciais.Os contornos de gro so regies separando cristais dediferentes orientaes em um material policristalino.

Anisotropia A direcionalidade das propriedades conhecida como anisotropia. Ex.: mdulo de elasticidade, condutividade eltrica e o ndice de refrao.

Isotropia Substncia nas quais as propriedades so independentes da direo.

Obs.: A extenso e a magnitude dos efeitos da anisotropia em materiais cristalinosSo funo da simetria cristalina da estrutura, isto , o grau de anisotropia aumentaEm funo da diminuio da simetria estrutural.

DIFRAO DE RAIOS XO fenmeno de difrao ocorre quando uma onda encontra uma srie de obstculos espaados regularmente, que: (1) so capazes de espalhar a onda e (2) o espaamento entre eles comparvel em magnitude ao comprimento de onda.

Interferncia construtivaInterferncia destrutiva

DIFRAO DE RAIOS X

At a prxima aula !