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ESTRUTURA CRISTALINA

ARRANJAMENTO ATÔMICO Por quê estudar? Propriedades Estrutura cristalina ex.: Mg e Be Mesma estrutura e se deformam menos Au Ag A eA outra estrutura t t t Explica a diferença significativa nas propriedades de materiais cristalinos e não cristalinos de mesma composição (materiais cerâmicos e poliméricos nãocristalinos tendem a ser opticamente transparentes enquantocristalinos não)

Transparência, translucidez, opacidade
Materiais não-metálicos a translucidez depende do nível energético do “gap de promoção” de nível. Poço muito alto (>que 3,1eV) é transparente e incolor para todo o espectro da luz visível Se o visível. poço de energia for inferior a 1,8eV então este será sempre opaco, ou seja os elétrons capturam qualquer “onda” Exemplo da esquerda para direita:monocristal de alumina transparente; policristal de alumina – semi opaco; totalmente opaco devido a presença de 5% de poros. São vários aspectos envolvidos: cristalinidade, natureza das ligações, grãos, presença de inclusões, presença de poros. Polímeros cristalinos são opacos ou translúcidos. Nos amorfos ocorre o inverso. Exemplo: o polietileno amorfo de baixa densidade é transparente. Já nacondição cristalina e de alta densidade não não. No caso, a opacidade na condição cristalina se deve ao espalhamento da luz em regiões de transição amorfo/cristalino.

Metais absorvem todo o espectro de radiação visível os elétrons são “promovidos para um nível superior”. p p p No caso de metais qualquer nível energético pode ser absorvido pelos elétrons porque este é contínuo o que não ocorre comnão metálicos. Os lé ã ã ál létrons posteriormente voltam ao estado inicial e emitem outro fóton (95%) e 5% na forma de calor Por isso calor. isso, são opacos.

ARRANJAMENTO ATÔMICO Os materiais sólidos podem ser classificados em cristalinos ou não cristalinos de acordo com a não-cristalinos regularidade na qual os átomos ou íons se dispõem em relação à seus vizinhos.

Níveis de arranjoatômicos de diversos materiais. (a) gás inerte – desordenado (b,c) alguns materais tais como á água, nitrogênio gasoso, silica amorfa, curto espaçamento de p ç ordenamento. (d) metais, ligas, muitas cerâmicas, o ordenamento de átomos/íons extendese por todo o material.

(c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™

Tetraedro básico de Si-0 de um vidro

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Arranjo tetraédrico de ligações C H bonds no C-H polietileno.

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(a)Fotografia de um monocristal de silica silica.

(b) Micrografia de um aço policristalino. (note os grão e os contornos)

Classificação dos materiais baseando-se no tipo de ordenamento.

Materiais Amorfos: Princípios e aplicações tecnológicasMateriais amorfos – inclui-se os vidros, que não possuem longas di tâ i d ordem ou nenhum ordenamento l distâncias de d h d t cristalino. Vidros – Solido não cristalino geralmente oriundo do estado fundido que possuem ordenamento atômico de curta distância distância. p Vidros-cerâmicos – Família de materiais tipicamente derivados da família dos vidros inorgânicos fundidos e processados tornando-semateriais cristalinos com grãos finos e melhores propriedades mecânicas.

Arranjo atomico do silicio(a) condição amorfa. (b) condição A j t i d ili i ( ) di ã f di ã cristalina. (observe a distância interatômica na condição amorfa).

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ARRANJAMENTO ATÔMICO
Material cristalino é aquele no qual os átomos encontram-se ordenados sobre encontramse longas distâncias atômicas formando uma estrutura tridimensional que se chama de rede cristalina Todos os metais, muitas cerâmicas e alguns polímeros formam estruturas cristalinas sob condições normais de solidificação

água sólida ( (ordenado) )

água líquida (não ordenado)

ARRANJAMENTO ATÔMICO

Nos materiais não-cristalinos ou amorfos não não cristalinos existe ordem de longo...
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