Ano 2021#quimica#fase2#discursiva

Sobre o tema

O empacotamento de átomos em sólidos cristalinos determina propriedades como densidade e resistência. Estruturas cúbicas de corpo centrado (BCC) e face centrada (FCC) são comuns em metais. Na BCC, cada célula unitária contém 2 átomos, enquanto na FCC há 4 átomos. A densidade de um sólido cristalino é dada pela massa dos átomos na célula dividida pelo volume da célula. Para esferas rígidas de mesmo raio, os parâmetros de rede são diferentes: a_BCC = 4r/√3 e a_FCC = 4r/√2. A relação entre as densidades permite comparar a eficiência de empacotamento: a FCC é mais compacta (74%) que a BCC (68%), resultando em maior densidade sob compressão.

Tópicos relacionados

Estrutura cúbica de corpo centrado (BCC)
Estrutura cúbica de face centrada (FCC)
Fator de empacotamento atômico
Cálculo de densidade em cristais
Relação entre parâmetro de rede e raio atômico

Enunciado

Suponha um solido metalico formado por um unico elemento que apresenta uma estrutura de empacotamento cubica de corpo centrado a pressao atmosferica. Ao ser comprimido, esse solido adota uma estrutura cubica de face centrada. Considerando os atomos como esferas rigidas, calcule a razao entre as densidades do solido antes e depois da compressao.

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Perguntas frequentes

Qual a diferença entre as estruturas BCC e FCC?

A BCC tem um átomo no centro e um em cada vértice, totalizando 2 átomos por célula. A FCC tem átomos nos vértices e centros das faces, totalizando 4 átomos por célula. A FCC é mais compacta, com fator de empacotamento de 74% contra 68% da BCC.

Como calcular a densidade de um sólido cristalino?

A densidade é calculada como (número de átomos por célula × massa atômica) / (volume da célula × número de Avogadro). O volume da célula depende do parâmetro de rede, que se relaciona com o raio atômico conforme a estrutura.

Por que a compressão pode mudar a estrutura cristalina?

A compressão aplica pressão, que pode reduzir o volume. Em metais, a estrutura pode transitar para uma fase mais compacta (como de BCC para FCC) para minimizar a energia, aumentando a densidade.