CIÊNCIA E ENG MATERIAIS 1 POLIMORFISMO E ALOTROPIA O polimorfismo é o fenômeno conhecido quando uma substância, metal ou ametal, apresenta mais que uma

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CIÊNCIA E ENG MATERIAIS

POLIMORFISMO E ALOTROPIAO polimorfismo é o fenômeno conhecido quando uma

substância, metal ou ametal, apresenta mais que uma estrutura cristalina.

Quando encontrada em sólidos elementares, essa condição é chamada frequentemente de alotropia.

A estrutura que prevalece depende tanto da temperatura quanto da pressão externa. Por exemplo, a grafita é o polimorfo estável sob condições ambientes, enquanto o diamante é formado sob pressões extremamente elevadas. O ferro puro, possui estrutura CCC à temperatura ambiente, que se altera para uma estrutura CFC à 912ºC.

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2.4 Sistema Cristalino

As estruturas cristalinas são divididas em grupos, de acordo com as configurações de suas células unitárias e/ou de seus arranjos atômicos.

Um desses enfoques está baseado na geometria da célula unitária, isto é, na forma do paralelepídedo apropriado para a célula unitária, independentemente das posições dos átomos na célula.

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A geometria de uma célula unitária é completamente definida em termos de seis parâmetros: os comprimentos das três arestas, a, b e c, e os três ângulos entre os eixos α,β e γ.

Tais parâmetros são definidos costumeiramente, como parâmetros da rede da estrutura cristalina.

Callister, J. W. D., Ciência e engenharia de materiais: uma introdução, LTC, 7ª Ed, 2008

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Com base na combinação desses parâmetros existem sistemas cristalinos diferentes.

Existem 7 sistemas cristalinos, a saber: cúbico, tetragonal, hexagonal, ortorrômbico, romboédrico (trigonal), monoclínico e triclínico.

O sistema cúbico é o que apresenta maior grau de simetria.

A menor simetria é exibida pelo sistema triclínico.

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A partir dessa discussão das estruturas cristalina dos metais, deve estar claro que tanto a estrutura CFC como a CCC pertencem ao sistema cúbico, enquanto a estrutura HC se enquadra no hexagonal.

A célula hexagonal convencional consiste, na realidade, em três paralelepídedos.

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PONTOS, DIREÇÕES E PLANOS CRISTALOGRÁFICOS

Quando lidamos com materiais cristalinos, frequentemente é necessário especificar um ponto particular no interior de uma célula unitária, uma direção cristalográfica ou algum plano cristalográfico de átomos.

Existem para isso, convenções de identificação, onde três números ou índices são usados para designar as localizações de pontos, as direções e os planos. A base para a determinação dos valores dos índices é a célula unitária.

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2.5 Coordenadas dos pontos

A posição de qualquer ponto localizado no interior de uma célula unitária pode ser especificada em termos de suas coordenadas, calculadas como múltiplos fracionários dos comprimentos das arestas das células unitárias, isto é, em termos de a, b e c.

Seja o ponto P, localizado no interior da célula unitária a seguir.

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Maneira segundo a qual são determinadas as coordenadas q, r e s do ponto P no interior da célula unitária.


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Especificamos a posição de P em termos das coordenadas genéricas, q, r e s, onde q representa algum comprimento fracionário de a ao longo do eixo x, r representa algum comprimento fracionário de b ao longo do eixo y, e de maneira análoga para s.

Dessa forma, a posição de P é designada usando as coordenadas q r s com valores que são menores ou iguais à unidade.

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1. Para a célula unitária mostrada na figura localize o ponto com coordenadas .


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1. Para a célula unitária mostrada na figura localize o ponto com coordenadas .


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2. Especifique as coordenadas de pontos para todas as posições atômicas em uma célula unitária CCC.


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2. Especifique as coordenadas de pontos para todas as posições atômicas em uma célula unitária CCC.


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3. Liste as coordenadas dos pontos para todos os átomos que estão associados à célula unitária CFC.


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4. Liste as coordenadas dos pontos, tanto para os íons sódio, como para os íons cloro, em uma célula unitária da estrutura cristalina do cloreto de sódio.


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5. Liste as coordenadas dos pontos, tanto para os átomos de zinco, como para os átomos de enxofre, em uma célula unitária da estrutura cristalina da blenda de zinco.


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6. Esboce uma célula unitária tetragonal, e no interior dessa célula indique as localizações dos pontos com coordenadas e

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CIÊNCIA E ENG MATERIAIS 1 POLIMORFISMO E ALOTROPIA O polimorfismo é o fenômeno conhecido quando uma substância, metal ou ametal, apresenta mais que uma