Estruturas cristalinas
Um material cristalino é um material no qual os átomos estão
posicionados segundo um arranjo periódico ou repetitivo ao
longo de grandes distâncias atômicas; isto é, existe uma ordem
de longo alcance, tal que, quando ocorre solidificação, os
átomos se posicionam em um padrão tridimensional repetitivo,
no qual cada átomo está ligado aos seus átomos vizinhos mais
próximos.
Todos os metais, muitos materiais cerâmicos e certos
polímeros formam estruturas cristalinas sob condições normais
de solidificação. Naqueles materiais que não se cristalizam, essa
ordem atômica de longo alcance está ausente e são
chamados de não cristalinos ou amorfos
Células unitárias
Existem diversos tipos de células unitárias, cada tipo está
presente em diferentes materiais. Os tipos mais comuns a
serem estudados são CCC, CFC, HC
• Cubico de face centrada (CFC)
Esta estrutura cristalina está presente em metais como
alumínio, cobre, prata e ouro. De forma bem didática as
estruturas CFC possuem átomos nos vértices do cubo e
átomos em cada face do cubo, totalizando 4 átomos, como
mostra a imagem abaixo.
→ Relações importantes
o comprimento da aresta do cubo a e o raio atômico R estão
relacionados por a = 2R √2
Para a estrutura CFC, o fator de empacotamento atômico é
0,74, que é o máximo empacotamento possível para esferas
que possuem o mesmo diâmetro
• Cubico de corpo centrado (CCC)
Esta estrutura cristalina está presente em metais como ferro,
cromo e tungstênio. A estrutura cristalina CCC possui átomos
no vértice do cubo e um átomo do centro, totalizando 2
átomos como mostra a imagem abaixo.
→ Relações importantes
Os átomos no centro e nos vértices se tocam uns nos outros
ao longo das diagonais do cubo, e o comprimento da célula
unitária a e o raio atômico R estão relacionados por a=4R/√3
Para estrutura CCC o fator de empacotamento é de 0,68
• Hexagonal compacta (HC)
Nem todos os metais possuem células unitárias com simetria
cúbica; a última estrutura cristalina comumente encontrada nos
metais, que ainda vai ser discutida, possui uma célula unitária
hexagonal. Observando cada átomo em seus vértices e faces,
totalizam 6 átomos que compõem essa estrutura.
→ Relações importantes
o fator de empacotamento atômico para a estrutura cristalina
HC são os mesmos que para a estrutura CFC, 0,74
Os metais HC incluem o cádmio, o magnésio, o titânio e o
zinco;
