Nr 23

Resumo – Materiais

Defeitos Pontuais

Lacunas

Mais simples dos defeitos pontuais.
Definida como sítios vagos na rede crustalina que deveriam estar ocupados, mas não estão.Todo sólido cristalino apresenta esse defeito.
A existência de lacunas é explicada pela termodinâmica.

Termodinâmica : Noções

Fenômenos térmicos são explicados/descritos por três partes ramos da ciência : A termodinâmica, a mecânica estatística e teoria cinética.
As duas primeiras são aplicáveis apenas à reações\equações em equilíbrio , enquanto a última é usada pra encontrar termos fora do equilíbrio como a velocidade da reação.

Conceitos termodinâmicos Energia interna : somatório total da energia dos átomos de um sistema.Associada à energia vibracional. Entropia : função de estado q define o grau de desordem de um sistema. Definida pela fórmula : Variação ( delta) de S = Sb – Sa (estados final e inicial ,respectivamente). Para uma reação reversível , Sb-Sa = integral dQ/T de q variando a até b. Energia Livre de Gibbs : principal determinador da espontaneidade da reação de um sistema. Dada pela fórmula : G = E – TS.

Princípio de difusão nas lacunas : As lacunas se movem causando trocas de posição dos átomos no reticulado, de lugares ocupados para lugares vazios, deslocando também a lacuna.
Os átomos se movem por saltos, os quais requerem energia para ocorrer, advinda do aumento de vibração do reticulado , consequente do aumento da temperatura.

Lacunas criadas pelo movimento de átomos nas posições internas do cristal com sentido direcionado e deslocado para a superfície → defeitos de Schottky

A entropia do sistema aumenta com as lacunas → átomos adjacentes menos presos, mais vibração, menos forças de atração ativas e entropia de mistura.

Cálculo do nº de lacunas para situação de equilíbrio : Nv = N * exp( - Qt/(k*t)). onde :
Nv : nº de lacunas a ser calculado ;
N: nºde sítios vagos , dado por N = Na*p /Aelemento ;
Na : nºde Avogadro p :