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Estrutura dos materiais

Disciplina: Química dos Materiais
Professor: Mario Godinho Junior

Estruturas cristalinas
Materiais sólidos podem ser classificados de acordo com a regularidade, segundo a qual seus átomos ou íons estão arranjados em relação uns aos outros.

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. Sob certas condições normais de solidificação, todos os metais, muitos materiais cerâmicos e certos polímeros formam estruturas cristalinas.

Rede espacial é definida como um arranjo infinito, tridimensional de pontos, em que cada ponto tem idênticas vizinhanças. Os pontos podem ser arranjados de 14 modos diferentes, que são chamados redes de Bravais. Estas redes foram estudadas e descritas pelo matemático e professor de física francês Auguste Bravais (1811-1863).

Como a estrutura do cristal perfeito é um agrupamento regular de átomos, distribuídos numa rede espacial, os arranjos atômicos podem ser descritos completamente pela especificação das posições dos átomos num modelo unitário repetitivo da rede espacial. Tal unidade repetitiva da rede espacial é chamada célula unitária.

Figura 1 – Rede de Bravais

A célula unitária consiste na unidade estrutural básica ou bloco de construção básico da estrutura cristalina. A célula unitária também define a estrutura cristalina em virtude da sua geometria e das posições dos átomos no seu interior.

Um sistema de coordenadas x, y, z é estabelecido com a sua origem localizada em um dos vértices da célula unitária A geometria da célula unitária é completamente definida em termos de seis parâmetros: os comprimentos das três arestas, a, b, c e os três ângulos entre os eixos a, b, g. Estes parâmetros são algumas vezes chamados de parâmetros de rede de uma estrutura cristalina.

Figura 2 - Célula unitária com os eixos coordenados x, y, z, mostrando os comprimentos axiais (a, b, c) e os ângulos