Aula 10 – Estruturas Cristalinas Cúbicas de Face Centrada, Corpo Centrado e Hexagonal Compacta.

oi oi gente Como é que vocês estão aqui quem fala sou eu de olhar o trabalho para mais uma aula de ciência dos materiais agora a gente vai na nossa sala 10 que a partitura cristalinas essa aula é referente ao início do capítulo 3 do caso a gente ficou eu primeiros um capítulo à parte de ligações agora a gente entra na parte das estruturas cristalinas dos materiais vamos lá então bom Primeiro vamos entender o que que são estruturas cristalinas na nós temos os átomos a matéria né a matéria é disposta no espaço de alguma forma

a gente tem uma estrutura Cristalina ou no meu material ele possui uma uma composição espaço específica de pais o chamaram de Cristalina agora a gente vai ver mais ou menos quais são as suas características a gente fala que uma matéria aí que eu não estrutura Cristalina quando os átomos posicionados segundo um arranjo period E aí e o repetitivo ao longo de grandes distâncias atômicas o feijão Pagão tridimensional então quando eu tô falando com meu material que está lindo ele eu tô dizendo eu tenho um arranjo periódico Ou seja eu tenho uma organização no espaço Qual

a minha outro Zap dele ele se repetem eu tô tendo esse patrão e eu vou ver esse padrão preciso dimensionalmente também e as estruturas materiais que eles não têm esse padrão que eles são totalmente aleatórios como ensinar já isso aqui é um material cristalino esse aqui é um material que a gente chama de não cristalino o amor é um material que ele não tem pagaram ele tem um átomo aqui aí eu tenho esse átomo Rosinha aqui aí depois quando eu for olhar mais para frente eu até tenho esse Verde mas depois eu não tenho mais

o rosa então eu tô falando de cristalinidade tô falando exatamente esse arranjo dessa repetição desse padrão P dimensional na minha particular um exemplo Claro aqui é o diamante e aqui eu tenho um artigo Cristalina do diamante e aqui eu tenho um material que dá uma cristalino que ele tá com as partículas dele é totalmente aleatórios do espaço e uma um dos motivos o pau o diamante ele exatamente tem as características possui exatamente por ele possui o dele apresentar uma disposição no espaço bem específico e bem si mesmo então a gente chama de material cristalino quando

a gente tem esse padrão Ou sua sei que são importantes para gente começar a estudar estrutura Cristalina do meu da minha matéria entender como que esses átomos eles são os postos especialmente em limpar os a gente tem um modelo que a gente seu modelo atômico da espera rígido o que a gente dizer a gente desenha o que essa estrutura começou esses átomos espaço no espaço exatamente em função de espera secar esferas de aço seria como se fosse um aqui então eu tenho aqui Você quer um exemplo a gente vai ver mais específica é o certo

você é a gente representa ali no espaço em formas de espécies cada bolinha dessa aqui é um átomo então a forma que ele tá se organizando no espaço se unindo é como a gente vai chamar isso tudo aqui que ele já viu os detalhes mais potente a forma que a gente faz representação a gente chama de modelo atômico espera rígido a gente ainda tem um outro conceito importante é a rede Cristalina ele é um arranjo tridimensional de pontos coincidem composições com as posições dos átomos aqui ó eu tenho uma rede Cristalina Ou seja eu tenho

uma rede e cada ponto dessa rede é lá confunde com a posição do meu lado vou fazer uma revista que ela não ela não termina aqui o personagem aqui até mais uma bolinha aqui trabalhando aqui no outro apaguei aqui me acompanha aqui e elas estaremos é interligados aqui também da mesma forma que está interligado ali ó ó e ele chama de rir mal desenhado mas é rede é o fim a gente tem um outro conceito que a gente chama de célula unitária O que que a senhora não estava se alimentar ele é um é um

conceito bem importante a gente vamos ela me para ela é uma identidade que se repete em formato de prisma ou paralelepípedo você já assistir eu tô eu tenho meus átomos aqui na minha rede Cristalina eles estão todos dispostos segundo um padrão que eu sei que ia ser a crescer eles ele tem um Largo alcance tem vários a proximidade dos milhões de átomos aqui como que eu vou definir quem que ameaçam levar a minha célula unitária ele vai ser exatamente a menor unidade de repetição dentro da minha estrutura por exemplo se eu selecionar um pedacinho de

educação estrutura e ver que ele deu uma simetria tem uma repetição e se eu começar a transladar começar a repetir essa estrutura que eu selecionei durante a matéria assim a um do lado do outro Oi tia eu estou a caminho espumando a mistura original e fica aqui no alegria uma saúde estarão seja ela representa uma tinha pia da estrutura se eu pegar por exemplo aqui a minha célula unitária já usamos se eu pegar Exatamente esse quadradinho aqui e colar esse aqui Olá outro aqui do lado dele ele vai encaixar perfeitamente eu fui colando um do

lado do outro no final das contas vou chegar até essa estrutura aqui porque pensa que a minha sala nem para ela é unidade de repetição posso continuar repetindo ela uma do lado da outra eu vou formar a mistura do meu material é bom então a todas as posições podem ser geradas por translações dos fatores inteiros ou seja tem aqui um fator inteiro se eu transladar ela que botar mais um aqui colocar mais um aqui eu vou formar exatamente a mesma estrutura porque eu tenho um padrão chip então eu tenho algumas estruturas dos metais as principais

aqui que a gente vai falar na sala hoje ela tem a cc-e a cúbica de corpo centrado a gente vai ver para dar uma com detalhes você vai conseguir entender melhor mas sei que são os principais em metais acerto e sei que é público de Passos entrada e HC hexagonal compacta maior parte dos metais eles são divididos nesses três tipos de estruturas cristalinas então aqui eu tenho a tabelinha só para vocês verem aqui essa tabela está em inglês não é claro e o meu FCC é igual a você é possível de ser igual CC e

o hcp igual a gás e aí que eu tenho tipo disto a maior parte dos metais Elas são lá nesses três tipos de estruturas e que eu também tenho raiva como no meio então gente vamos começar agora a olhar de fato a estrutura vamos começar pela estrutura cúbica de face centrada o CPC é aquela que a gente tava olhando a estrutura cúbica de face centrada alguns exemplos de metais cobre alumínio aço e ouro ela é como eu consumo átomos nos vértices eu tenho 8 átomos nos vértices que se eu pegar a desculpa que eu tenho

um quarto de tarde você já tem oito átomos dos versos aqui ó 1 2 3 4 5 6 7 8 eu tenho átomos nas Faces com esses átomos aqui ó esse aqui é o desenho de ponto e esse aqui é o desenho gato no modelo de espera rígida eu tenho quarto aqui um dois três quatro cinco seis eu também tenho embaixo também tem um em cima ir e aqui para vocês uma imagem tridimensional só para vocês tentar visualizar melhor lá aqui eu tenho a vista por cima da mistura tenho passa o ato nos aqui nos

vértices uma espaço átomos dos outros é e eu tenho seis átomos também nas pás essa que a visão 3D da minha estrutura o Real 1 2 3 4 5 6 7 8 não és um dois três quatro cinco seis nas pontas é uma estrutura cúbica de face centrada bom então de dito isso a gente tem alguns parâmetros que são importantes para a gente ter finir dentro da minha estrutura Cristalina Esse é um primeiro parâmetro que a gente chama é a determinação do parâmetro de rede que que o parâmetro de rede parâmetro de rede exatamente qual

é o tamanho da aresta da minha célula unitária e normalmente a gente gosta de descrever as aresta em função do meu raio atômico deu como obtenho essa relação ar essa da saúde e para o meu raio atômico eu vi aqui que na estrutura cúbica de face centrada eu tenho essa disposição dos átomos o meu posso escrever esse termo a a evolução do raio atômico bom eu sei que que é Ah eu sei que aqui também é a ir pela minha disposição dos átomos eu tô vendo que esses átomos aqui se encostam sim eu sei que

você queimou raiva como esse aqui também é meu raio homem com esse aqui não vai acontecer quando eu não sei fazer uma relação aqui né certo eu tenho R aqui rrrr a então eu consigo definir Quem que é o meu Ailson Dr que vai ser mais se isso aqui tudo é 4r isso que acha que é a quem que é a missão Dr assim quatro é o quadrado não tem a cultural então Quatro R ao quadrado vai ser igual ao quadrado mais a quadrado então vou ter que ir ao quadrado e se Deus quiser barato

subir dois eu achei que meu lar = 2R raiz de 2 Beleza achei Quem que é o meu Whats onde era e também se de ver aqui quem é o volume da nessa unitária como minha célula Oi Vanessa e Cássio não sei quantos casos ele é um cubo o volume vai ser a Ao Cubo bom outros fatores importantes para a gente começar a estudar aqui responde estrutura vitamina são os números de átomos na célula e dar um fator de empacotamento e o número de coordenação são fez pontos que a gente vai ter que entender um

pouquinho melhor que que é o número de átomos na célula estarão exatamente eu pegar dado a essa distribuição quantos átomos do total eu tenho dentro daquele público Como que eu faço isso tem que o número total vai ser o meu número já os interior mas o meu número da Face sobre dois e o número da Warner que o número do vértice sobre oito porque isso que o acúmulo interior ele tá totalmente dentro do dessa monetária então ele conta como unidade o átomo na Face ele tá dividido no meio então é como se fosse um meio

de um átomo e o ato moderno córnea ele tá dividido por 8 ele é o oitavo D bom então essa foi a roleta que exatamente quando consideramos átomo inteiro meio água e um oitavo já beleza essa assim que a gente calcula o número de átomos alimentar a gente vai ver de todos os casos ele pagando hoje com detalhes o fator de empacotamento ele é como se fosse a quantidade de espaço preenchido que eu tenho tempo do meu é da minha sala unitária ele é o volume de átomos em uma célula dentária dividido pelo volume Total

das aumentar a gente consegue ver aqui que a gente tem espaço vazio entre os átomos então não na minha estrutura eu botei alguma espaço quase o livro de um espaço preenchido pelo átomo esperando meu modelo espera rígida Então essa relação entre o espaço preenchido espaço o tal eu vou fator de empacotamento e por fim eu tenho o número de coordenação que é o meu número de vizinhos mais próximos o acúmulo de contato ou seja esse átomo aqui ele tá fazendo contato com contatos a um dois três Ai que não dá para ver que a gente

não tá conseguindo o resto é mas é basicamente isso quando as coisas estão fazendo contato ou quantos átomos são vizinhos bom vamos agora já tô uns caso específico aqui que é o chefe sem que a gente já tava vendo quantos são os números de átomos na célula unitária bom aqui eu tenho 10 átomos de internos que são todos na paz ou nos cantos eu tenho seis átomos nas Faces 1 2 3 4 5 6 outro lado do cubo e oito nos cornos o número de coordenação é 12 do CFC e o fator de empacotamento de

0,74 e eles vão ver aqui um videozinho você falei pra vocês pra gente ver bem claro o número de átomos aumentar o número de coordenação fator de empacotamento depois eu vou fazer uma outra aula o exercício pra gente ver como que a gente ocupam hoje para pagamento do de uma estrutura CFC Oi bom dia estava dando erro então eu vou botar meu Mídia Pereira é que a gente consegue ver eu tenho a mesmo que está sentada botei no meu modelo de átomos aqui eu vou passar um facãozinho só para ele ficar da forma aqui exatamente

igual é a minha estrutura né eu eu meio que estou modelando ele para ele ficar dentro do meu molde da minha célula me para aí depois eu fui Juntando os pares se vocês olharem bem eu fui juntando cada pontinha para ver quantos átomos tem eu peguei os fornos E peguei as pastas não sei que são os meus átomos que estavam Nos quais nos dentes e esse carro da minha face no total tive para partículas unidade policial militar para o hospital militar Oi e a gente pegar essa estrutura aqui agora eu peguei essa mesma estrutura e

tô colocando ela em 188 18 salas Vitória juntos cheguei aqui é uma solitária uma pessoa aumentar né Tem muito células unitárias uma do lado da outra eu vou pegar o meu átomo central e vou ver com o WhatsApp uns estão juntos deles lá eu tenho aqui um dois três quatro cinco seis sete oito nove dez onze doze tem 12 átomos no total próximo da minha célula unitária se julgarem aqui ó deixa eu limpar é exatamente todos os átomos que estão é circundando o meu átomo Central é o máximo de números de átomos só tem circundando

o mapa bom gente agora a gente vai ter estrutura Cristalina cúbica de corpo centrado nossos pipa esse é o nosso segundo estrutura de hoje diferente da cúbica de face centrada como o nome já pode induzir para a gente a cúbica de corpo centrado ela tem um corpo sentado no meio ou seja tem um máximo bem Centralizado aqui dentro da minha célula unitária alguns exemplos de metais utilizam eu me estrutura CCC tem um Cromo ferro ferro Alfa aqui que é um carro alta a gente vai ver mais para frente durante o curso que a gente tem

diversos tipos de forma do ferro se apresentar na natureza dependendo das condições de temperatura e pressão então é autônomo de alotropia é ele vai de acordo com a temperatura e pressão o ferro por exemplo ele pode tanto se apresentar como cês e como será que ser e ele vai mudar a estrutura dele Isso muda também se propriedade dele agora Olhando a relação no parâmetro de rede pelo raio atômico igual a gente fez para você se você o que vai mudar um pouco o que que vai mudar um pouco porque vamos lá a gente sabe que

a sala inteira também Google certo então volume é alto mais gente quer também saber quem é a em relação a r então a forma que o meu a interage URL Diferente ao invés de os átomos se postando aqui nessa diagonal os átomos a verdade eles gostam aqui na diagonal de uma conta do turno a outra é como se tivesse aqui ó e já é isso aqui na parte interna do Povo eu como se estivesse cuidando essa pontinha aqui até essa e da sua conta aqui até aço e quem são as medidas aqui eu vou ter

a aqui eu vou ter exatamente né isso aqui eu posso chamar de x ao quadrado O que que você motivo da parada vai ser exatamente ao pagar mais ao quadrado né você que a isso aqui ar então x ao quadrado = quadrado mais ao quadrado Na verdade fiquei no X então se ele é o palavras igual apagado mais alto lado e esse tema aqui é exatamente 4r e daqui até aqui eu tenho um raio daqui até que você vai daqui até aqui o raio daqui até aqui o raio Então esse aqui tudo é igual a

pa r bom então no final das contas eu vou ter que me o quatro R ao quadrado vai ser igual ao quadrado mais esse x ao quadrado menos x ao quadrado apagado mas a parada então 4r acordado vai ser igual a pagar mais alta da mas ao canal fazendo essa continha aqui né dá o fez passa que vai ser feliz ao quadrado fez espaço para cá dividindo e nos pontos eu tenho do meu lar = 4 raiz de 3 R sobre fez Beleza achei o meu pagamento já de riso em relação à R agora vamos

achar os outros bons Ball agora vamos lá de quem que é o número do céu une para o número de átomos a solitária que hoje eu vou ter que é dois o que que eu tenho umas um átomo completamente dentro do da meação em para certo eu tenho oito nos versos então muito mais um oitavo 48 partes de um oitavo da um mais um inteiro não também como não tem nenhuma Face zero Então ela se a dois átomos tempo da minha se alimentar já gente vai entender nos exercícios o que que é importante o salão

número de átomos pessoal limpar e o número de coordenação 8 ou seja quantos átomos estão ligados Esse aqui é mais fácil de ver o número de coordenação porque eu tenho esse átomo aqui aí ele vai estar ligado casa esse átomo do centro ele vai estar ligada a data muito vértices a 1 parte de cima aqui embaixo então nós coordenação é 8 e o fator de empacotamento e exatamente a minha relação entre a área ocupada é isso aí unitária de 0,68 Mas por que a gente agora fazer um exercício pra vocês de como calcular a fator

de empacotamento de todas as todos que estaremos que a gente vai tá vendo aqui é eu coloquei aqui um esqueminha para ficar mais fácil de enxergar visualmente eu vou botar o vídeo aqui porque ele não tá abrindo bem nessa apresentação pó o esqueminha que é bem parecido com o outro ao comer seu corpo sentado ele tá centralizado e eu vou passar aqui a navalha porque eu tô delimitando ele de acordo com a minha a minha solitária tá bem parecido Até esse desenho aquilo só mudou a cor e agora ele vai juntar os pedacinhos a ele

juntou os dois vértices e o interno então eu tenho dois átomos de vida solitária uma Orlando pelos vértice uma pela parte interna e agora a gente vai olhar para o desenho tridimensional de quantos átomos estão ligados não tem um átomo aqui ó tem um dois três quatro cinco seis sete oito a parte em cima ou aqui embaixo tem uns quatro átomos mais próximos então Leite condenação dele também a único e esse aqui vale a pena só comentar porque ela é uma estrutura que é possível mas a gente não vê ela em detalhes que a estrutura

Cristalina cúbica assim a publicar simples ela parece um pouco a concentrar só que ela não tem nenhum átomo aqui no meio então é quando a gente vai determinar uma garrafinha o meu lar o novo você quer algo que deu certo é um cubo também que vai ser o meu lar em relação ao r t y só nos vértices Então eu tenho um raio aqui e o raio então meu a relação re2r Qual é o número de átomos que eu tenho dentro da minha célula guitarra é um porque eu não tenho um interior eu tenho aqui

um dois três quatro cinco seis sete oito oito partes de um oitavo Então eu tenho uma unidade eu também tenho um vídeo aqui para vocês da cúbica simples é só para gente ver e dimensionalmente e aquele precinho E aí eu vou passar aqui na varzinha nele e o passando Avaré dele aqui para ficar formato da minha senhora unitária meu menor número de repetição aqui olha esse desenho é legal ele dá para ver que se eu tô colocando diversos outros padrões de repetição da minha cela unitária do lado eu vou formando exatamente a mesma a minha

mesma estrutura é aqui ó tá vendo eu tô dentro Eu tô tendo uma unidade de repetição que você quantas vezes eu for aí eu vou ver no meu material inteiro Isso que dá uma virar cristalino e aqui ele tá juntando transformar bom e até uma partícula no seu comentário o fator de empacotamento dele a 0,52 ao número de coordenação sei se é fácil número de coordenação com que eu tenho um ato aqui no átomo aqui outro lado aqui em cima eu tenho automotivo Eu tenho um átomo aqui e aqui um dois três quatro cinco seis

é a mesma a mesma as arestas de um cubo é o produto para o caminho dele é muito pequeno exatamente os metais a gente terminar cedo tá muito em cima do outro é por isso que você não vê com esse tipo de estrutura por fim gente a nossa última estrutura de hoje a estrutura Cristalina hexagonal compacta HC é alguns exemplos Ela é bem edição metal também é o Cobalt tão estranho Alpha também porque os tona ele pode mostrar para fazer algum tipo de escultura que está Lima dependendo das condições de temperatura e pressão zinco também

aqui a gente vai começar a legal desamarrar compacta que ele é um pouquinho diferente das outras né Exatamente porque a gente não tá vendo uma pública aqui e são unitária vai ser jogar água ao objeto isso e ela usa um pouquinho deixa as coisas um pouquinho mais complexos a hora da gente realizar uma alguns cálculos é o número de átomos especial unitário de do S6 porque eu tenho três átomos inteira ó um dois três átomos inteiros Eu tenho dois de fácil forma o ato mais fácil ele é muito fácil esse aqui é um segundo átomo

de fácil seja dois átomos passos e meus átomos de vértices tem um dois três quatro cinco seis porém aqui agora é dividido por oitenta dividido por 6 porque a parte do do átomo e participa de fato da célula unitária ela não é é igual a do Povo ter uma participação maior da célula unitária Então eu tenho ao invés de sub-18 sub-16 e como nos vértices da mensagem para tem 12 né Eu tenho seis ensino vocês embaixo do sobre seis então número de agosto e nos exercícios não entendeu porque a gente tem que fazer essa conta

de pontos a transformação aumentasse a minha relação é a melhor do que aqui eu não tenho o volume ele não vai ser igual outubro vai ser diferente e a minha unidade as minhas Meus parabéns aqui eu tenho meu ar e amor parâmetro aqui da dos vértices e você é minha altura meu a distância aqui da da base hexagonal e o meu cm altura e meus e subir dois não tá aqui vocês tudo isso exatamente a distância desses átomos aqui do Centro até a base eu tô adiantando aqui para vocês comer o argola 2R a gente

vai entender no exercício de HC eu vou colocar aqui pessoal aqui tá muito grande mas mas não fechou exercícios a gente capuã fator de empacotamento e a gente vai ver com bastante detalhe essa questão da bacia e o meu volume é 3 ao quadrado sobre raiz de 2 também a gente vai ver o nosso exercício de calcular o volume tem que a gente está trabalhando basicamente essa área da base aqui meses altura a conversa contigo aqui vamos agora é só tentar olhar aqui novamente nosso vídeo bom dia para a gente observar funciona é isso aqui

ó nesse tezinho aqui eu tenho meus arrumar compacta eu tirar uma estrutura eu tenho esses átomos em azuis são os meus átomos do gás o amarelo um lado da face e o verde é o átomo interior disponível e aqui ó Vert Face Vert passe interior e eu tenho medo distância se você sobre dois ovos nasceu da base até a altura e as totalmente a distância entre os átomos da base aqui primeiro a gente vai olhar a gente já fez a conta do número de átomos planetária mas aqui a gente vai fazer de novo ao parceiro

delezinho ou ali a botando exatamente do meu patrão usavam algo a minha da minha saúde militar né e vou juntar os azuis deram um cesto 600 12 e os quais não se deve nos atos e e é a base me deu mais um átomo Oi e eu tentei sacos internos então final das contas eu tenho seis anos ó e aqui agora eu tenho o número de coordenação a gente consegue ver o número de coordenação se a gente pegar e desenhar a gente pegar e desenhar essa estrutura aqui para cima de novo fazer uma repetição dela

eu já consegui enxergar bem Ó que vai ter 12 e o risco reação dele vai ser 12 e o que ó agora é o fiz esse desenho aí embaixo e coloquei esse aqui na parte central e esse automotivos tem um dois três quatro cinco seis sete oito nove dez onze doze alguns próximo sair os mais espertos dele então números continuação dele será doso é o fator de empacotamento da minha sazonal com a minha 0,74 ao lado importante a gente vai entender mais para frente a importância de saber o fator de empacotamento e por hoje isso

eu espero que vocês tenham gostado senhora tem sido igualmente didático você tem que chegar em assim qualquer dúvida deixa aí nos comentários acompanhe as próximas aulas que a gente vai fazer exercícios para calcular pagamento para colar tudo de todas as células que a gente tem hoje e vai ser vai ser a bom para vocês entenderem não só gravar em quanto que é um fator de empacotamento entender Qual é a lógica por trás do problema então é isso eu peço que você deixa seu curtir com um amigo seja fazendo só matei ele deixa o comentário deixe

um feedback aí que ajuda bastante a gente a continuar produzindo esses conteúdos até a próxima gente é