cristal

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28/02/2014

ESTRUTURA DOS SÓLIDOS CRISTALINOS
1. Estruturas cristalinas
Materiais sólidos podem ser classificados de acordo com a
regularidade com que átomos ou íons se arranjam entre si.
Um material cristalino é um material no qual seus átomos
estão situados numa disposição repetitiva ou periódica ao
longo de grandes distâncias atômicas.
Esta propriedade implica que existe umaordenação, que na
solidificação, os átomos deste material se posicionam entre si
em um modo tridimensional repetitivo, onde cada átomo
está ligado aos seus átomos vizinhos mais próximos.

Todos os metais, muitos materiais cerâmicos, e certos
polímeros formam estruturas cristalinas sob condições
normais de solidificação.
Para aqueles materiais que não se cristalizam, não existe
esta ordenação atômicade longo alcance.
Algumas das propriedades dos sólidos cristalinos
depende da estrutura cristalina do material, que é a
maneira na qual átomos, íons ou moléculas são
espacialmente arranjados.

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28/02/2014

Existe um número extremamente grande de estruturas
cristalinas diferentes, todas elas tendo uma ordenação
atômica de longo alcance.
Estas estruturas variam desde estruturasrelativamente
simples para metais, até estruturas excessivamente
complexas, como exibidas por alguns materiais cerâmicos ou
poliméricos.
Quando se descreve estruturas cristalinas, pensa-se em
átomos (ou íons) como sendo esferas sólidas tendo
diâmetros bem definidos.

Isto é denominado modelo atômico de esfera rígida no
qual as esferas representando os átomos vizinhos mais
próximos que setocam entre si.
Um exemplo do modelo de esfera rígida para o arranjo
atômico encontrado em alguns dos metais elementares
comuns é exposto na figura a seguir.
Neste caso particular todos os átomos são idênticos.

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Estrutura cúbica de face centrada: (a) representação de uma célula
unitária de esfera rígida; (b) uma célula unitária de esfera reduzida; e (c)
um agregado demuitos átomos

Células unitárias
A ordenação atômica em sólidos cristalinos indica que
pequenos grupos de átomos formam um modelo
repetitivo.
Assim, ao descrever estruturas cristalinas, é muitas vezes
conveniente subdividir a estrutura em pequenas entidades
de repetição denominadas células unitárias.
As células unitárias para a maioria das estruturas
cristalinas são paralelepípedos ouprismas tendo 3
conjuntos de faces paralelas.

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Dentro do agregado de esferas (figura anterior) está
traçada uma célula unitária, que neste caso consiste de um
cubo.
Uma célula unitária é escolhida para representar a simetria
da estrutura cristalina, dentro do qual todas as posições
dos átomos no cristal podem ser geradas por translações
das distâncias integrais da célulaunitária ao longo de suas
arestas.
Assim a célula unitária é a unidade estrutura básica ou o
tijolo de construção da estrutura cristalina e define a
estrutura cristalina em razão da sua geometria e das
posições dos átomos dentro dela.

A conveniência usualmente dita que os cantos em
paralelepípedo coincidam com centros dos átomos de esfera
rígida.
Além disso, mais que uma célula unitáriaindividual pode ser
escolhida para uma particular estrutura cristalina; entretanto
geralmente usa-se a célula unitária de mais alto nível de
simetria geométrica.

Estrutura cúbica de face centrada (CFC)

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Estrutura cristalina cúbica de face centrada (CFC)
A estrutura cúbica de face centrada (CFC) é a estrutura
cristalina encontrada para muitos metais têm uma célulaunitaria de geometria cúbica, com os átomos localizados
em cada um dos cantos e nos centros de todas as faces do
cubo.
Alguns dos metais mais comuns que possuem esta
estrutura cristalina são cobre, alumínio, prata e ouro.
As esferas ou núcleos de íon se tocam entre si ao longo de
uma diagonal da face, sendo o comprimento da aresta do
cubo a e o raio atômico R estão relacionados através da...
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