Estruturas cristalinas dos metais

Estruturas cristalinas dos metais:

Metais: ligação metálica
Ligação não direcional;
Normalmente um único elemento (mesmo raio atômico);
Poucas restrições em relação à quantidade e posição dos átomos vizinhos;
Muitos vizinhos próximos;
Alto grau de empacotamento;

Três estruturas cristalinas para os metais:
Cúbica Simples: CS
Cúbica de face centrada: CFC
Cúbica de corpo centrado: CCC
Hexagonal compacta: HC
Hexagonal Simples: HS

Estrutura cristalina cúbica simples (CS):

Estrutura rara. A direção de empacotamento são as bordas do cubo
Baixa densidade de empacotamento.

Somente o Po (Polônio) tem esta estrutura.

Número de coordenação (NC):

Número de átomos vizinhos (ou em contato) de cada átomo.

Para CS temos NC = 6.

Fator de empacotamento atômico (FEA):

Soma dos volumes das esferas de todos átomos no interior de uma célula dividido pelo volume total da célula.

FEA = Volume dos átomos na célula = VE Volume total da célula VC

Para estrutura CS temos:

Relação Raio atômico R e aresta a:
R = 0.5 a

Vesfera = 4 * PI * R3 3

FEA = 0.52 para estruturas CS.

Estrutura cristalina cúbica de face centrada (CFC):

Centro de um átomo em cada vértice e nos centros das faces do cubo (célula).

Direção de empacotamento: diagonal de cada face.

Exemplos: cobre, alumínio, prata e ouro.

4 átomos em cada célula.

NC = 12

FEA = 0.74 (alto)

Relação aresta da célula / Raio atômico:

a2 + a2 = (4R)2 a = 2 R (2)1/2

Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC):

Difere da estrutura CFC por ter apenas um átomo no centro da célula.

Direção de empacotamento: diagonal central da célula

Ex: Cromo, ferro, tungstênio.

NC = 8

FEA = 0.68

a = 4R/(3)1/2

Normalmente c/a = 1,633

NC = 12

FEA = 0.74

Exs: cádmio, magnésio, titânio e zinco.

Estrutura cristalina hexagonal compacta (HC):

Existem estruturas cristalinas não cúbicas.

6 átomos por célula.

Normalmente c/a = 1,633

NC = 12

FEA = 0.74

Exs: cádmio, magnésio,