ESTRUTURA
ATÔMICA DOS
MATERIAIS
Ciências dos Matérias
struturas atômicas
Podem ser classificadas de acordo com a
regularidade com que os átomos ou íons
estão arranjados uns em relação aos
outros em
 Materiais
cristalinos – os átomos estão
situados em um arranjo que se repete, é
periódico ao longo de grandes distâncias
atômicas – ordem de longo alcance
 Materiais não cristalinos ou amorfos –
ESTRUTURA DE SÓLIDOS CRISTALINOS
STRUTURA CRISTALINA
m material cristalino é aquele no qual os átomos estão
situados em um arranjo que se repete ou que é
periódico ao longo de grandes distâncias atômicas; ex.
planificado.
Estruturas cristalinas  ordenação atômica de longo
alcance.
Material não cristaliza  não-cristalino ou amorfo.
ristalino versus não-cristalino
SiO2 cristalino
SiO2 vítreo
strutura cristalina
Maneira segundo a qual os átomos, íons
ou moléculas estão arranjados
espacialmente (exibindo ordem de longo
alcance)
Metais em geral apresentam estruturas
cristalinas mais simples que cerâmicas e
polímeros
ESTRUTURA DE SÓLIDOS CRISTALINOS
Representação de uma estrutura cristalina
ESTRUTURA DE SÓLIDOS CRISTALINOS
ÉLULAS UNITÁRIAS
ara descrever uma estrutura cristalina, subdivide-se
ma estrutura em pequenas entidades que se repetem e
e chamamos de células unitárias.
eometria da célula unitária
Parâmetros de rede:
- comprimento das
arestas: a, b e c, na
direção dos três eixos
x, y e z de um sistema
de coordenadas com
origem em um dos
vértices da célula
unitária;
- ângulos , ,  entre
as arestas yz, xz e xy,
respectivamente.
stemas Cristalinos
ESTRUTURA DE SÓLIDOS CRISTALINOS
ESTRUTURAS CRISTALINAS DE METAIS
ESTRUTURA DE SÓLIDOS CRISTALINOS
Obs: 1nm=10-9m;
Estrutura Cúbica de Face Centrada (CFC)
O comprimento da aresta do cubo a e o raio
atômico R estão relacionados através da
expressão:
a  2R 2
4 átomos por célula unitária
: cobre,
•NC = 12
Número de Coordenação
•FEA = 0,74
Fator de Empacotamento Atômico
Estrutura Cúbica de Corpo Centrado (CCC)
O comprimento da aresta do cubo a e o raio atômico
R estão relacionados através da expressão:
4R
a
3
2 átomos por célula unitária
•NC = 8
Número de Coordenação
•FEA = 0,68
Fator de Empacotamento Atômico
Estruturas Hexagonal Compacta (HC)
átomos por célula unitária
A razão c/a deve ser 1,633 (desvio nesta razão com relação
eal).
DENSIDADE
Densidade verdadeira de sólidos metálicos
n. A

VC .N A
 = densidade (kg/m³ ou g/cm³)
n = n° de át. Associados a cada célula unitária (át)
A = peso atômico (Kg/mol ou g/mol)
VC = volume da célula unitária (m³ ou cm³)
limorfismo
Dois cristais são ditos polimorfos (alotrópicos) quando,
embora apresentem a mesma composição química,
possuem estruturas diferentes, em função da
emperatura e/ou pressão.
Exemplo: ferro
agrama de Equilíbrio Fe-Fe3C
ATERIAIS CRISTALINOS
nocristal:
Quando o arranjo periódico e repetido de átomos é
perfeito ou se estende ao longo da totalidade da
amostra, sem interrupção.
Todas as células unitárias se ligam da mesma maneira e
possuem a mesma orientação.
Policristal:
terial composto por muitos cristais pequenos ou grãos.
xemplo 1
Calcule o volume Vc de uma célula
unitária de CFC em termos do raio
atômico R.
xemplo 2
Mostre que o fator de empacotamento
atômico FEA para a estrutura cristalina
CFC é de 0,74.
xemplo 3
O cobre possui um raio atômico de 0,128
nm, uma estrutura cristalina CFC, e um
peso atômico de 63,5 g/mol. Calcule a sua
densidade e compare com o valor
experimental de 8,94 g/cm³.
xemplo 4
Calcule o volume Vc de uma célula
unitária de CCC em termos do raio
atômico R.
xemplo 5
Mostre que o fator de empacotamento
atômico FEA para a estrutura cristalina
CCC é de 0,68.
xemplo 6
O cromo possui um raio atômico de
0,1249 nm, uma estrutura cristalina CCC,
e um peso atômico de 51,996 g/mol.
Calcule a sua densidade em g/cm³.
xemplo 7
Calcule o volume Vc de uma célula
unitária de HC em termos do raio
atômico R. Considere: c=1,633a ou que
o tetraedro regular tem altura: H  6 a
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