Aula 3 Estruturas Cristalinas

Estrutura dos
Sólidos Cristalinos

Leandro Lopes Hermsdorff
Cláudia G. S. Maia

Introdução à
Ciência dos
Materiais

Introdução
 As

ligações químicas entre os átomos é o primeiro nível da estrutura dos materiais.
O próximo nível é o estudo da organização espacial desses átomos na formação dos materiais sólidos.

Introdução


Materiais cristalinos (ou cristais): são materiais onde os átomos se “organizam” espacialmente; cada átomo ocupa uma posição periódica definida.



Estrutura Cristalina: maneira segundo a qual os átomos, íons ou moléculas estão arranjados no espaço. 

Rede Cristalina: arranjo tridimensional de pontos que coincidem com as posições dos átomos.

Células Unitárias
 Células

(ou celas) unitárias são a menor unidade de uma rede cristalina. Toda rede é formada pela repetição da célula unitária correspondente.
Definição de parâmetros em função dos eixos coordenados postos junto à célula

Sistemas Cristalinos
 Existem

7 sistemas cristalinos básicos que englobam todas as substâncias cristalinas conhecidas

Células unitárias de Bravais
 Partindo

dos 7 sistemas cristalinos Bravais, derivou 14 células unitárias que permitem descrever qualquer estrutura cristalina possível. 7 sistemas cristalinos => 14 tipos de células unitárias

1º Sistema: cúbico

Células unitárias de Bravais

Células unitárias de Bravais

Romboédrico

a 1 = a2 ≠ a 3

Principais estruturas cristalinas


90% dos elementos metálicos assumem estruturas altamente densas:
 Cúbica de corpo centrado (CCC)
 Cúbica de face centrada (CFC)
 Hexagonal compacta (HC)

 Dimensões


Aresta de uma célula de ferro à temperatura ambiente é igual a 0,287 nm

 Sólidos




das células cristalinas são pequenas:

de 1 único elemento:

52 % - estrutura cúbica
28% - estrutura hexagonal
20 % outros 5 tipos estruturais

Fator de empacotamento


Fator de empacotamento (F.E.): nível de ocupação por átomos de uma estrutura cristalina.



N = Número de átomos que efetivamente ocupam
a