Gabarito cm

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GABARITO!
MR6430 – Materiais metálicos e cerâmicos (Quím) P1 – 24.09.2010
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Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco

Número de Avogadro: 6,022 x 10 átomos/mol 1ª questão: Determine a estrutura cristalina do cobre puro, sabendo que ele apresenta densidade de aproximadamente 8,9 g/cm³, raio atômico 0,128 nm e massa atômica 63,5 g/mol. Demonstre seus cálculos considerando os átomos como esferas rígidas. (1 ponto) Se o cobre apresentar estrutura CFC, a figura ao lado mostra que esta será composta por 1/8 de átomo em cada vértice do cubo e ½ átomo por centro de face. Assim, no interior desta célula unitária há 4 átomos. Sendo átomos de cobre, a massa de uma célula unitária (m) é igual a massa de quatro átomos, ou seja: 63,5 m 4. 4,218.10 22 gramas . O volume da célula unitária (v), que contém a 6,022.1023 4R a massa acima, é obtido como o valor da aresta da célula unitária elevado ao cubo. Para calcular a aresta da célula unitária CFC em função do raio atômico, toma-se a direção de máxima densidade atômica, representada pela diagonal de uma das faces do cubo, que mede 4 raios atômicos do cobre, que valem 0,128 nm ou 0,128.10-7cm, como mostra a a 3 figura. Assim, (4.R)2 a2 a2 a 2. 2.R vCu aCu (2. 2.RCu )3 4,745.10 23 cm3 , e deste modo, a densidade do cobre, se considerado o modelo de esferas rígidas, deve ser a razão entre a massa m e o volume v da célula unitária, ou seja: dCu

4,218.10 4,745.10

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8,9g.cm 3 , valor idêntico ao fornecido. Portanto, a estrutura do cobre

é CFC. (Se o aluno tivesse calculado a densidade do cobre assumindo a estrutura CCC, não obteria 8,9g/cm³). 2ª questão: De posse da estrutura cristalina do cobre determinada na questão anterior, decida que tipo de soluto serão no cobre os elementos: Prata (RAg = 0,145 nm), Zinco (RZn = 0,133 nm) e Hidrogênio (RAg = 0,037 nm) Justifique sua resposta com base nas características geométricas da estrutura cristalina do cobre (1 ponto). O soluto tenderá a ocupar a posição onde a