Densidade cristalina

A estrutura cristalina de um material nos permite determinar quantas moléculas existem em sua célula unitária. Com essas informações, junto com os parâmetros da célula unitária - três parâmetros de distância (a, b, c) e três parâmetros angulares (α, β, γ).

Densidade (ρ) = (Z × M) / (a × b × c × _{N A})

onde:

• Z é o número de unidades de fórmula por célula unitária
• M é a massa molar da substância
• A, B e C são os comprimentos das arestas da célula unitária
• N_A é o número de Avogadro

Para uma rede cúbica simples, os átomos estão localizados apenas nos 8 cantos do cubo. Cada átomo de canto é compartilhado por 8 células unitárias vizinhas, então cada uma contribui com 1/8 para uma única célula unitária.

Z = 8 × (1/8) = 1

Para uma rede cúbica centrada no corpo, 8 átomos estão localizados nos cantos, e 1 átomo está presente no centro do cubo. Cada átomo de canto é compartilhado por 8 células unitárias vizinhas, então cada átomo no canto contribui com 1/8 para uma única célula unitária. O átomo central pertence inteiramente à célula unitária. Então,

Z = (8 × 1/8) + 1 = 2

Para uma rede cúbica centrada nas faces, 8 átomos estão localizados nos cantos e 6 átomos estão presentes nas faces do cubo. Cada átomo de canto é compartilhado por 8 células unitárias vizinhas, então cada átomo no canto contribui com 1/8 para uma única célula unitária. Os átomos no centro das faces contribuem com 1/2 para uma única célula unitária. Então,

Z = (8 × 1/8) + (6 × 1/2) = 4

A densidade dos sólidos é expressa em gramas por mililitro (g/mL) ou gramas por centímetro cúbico (g/cm³), já que 1 mililitro equivale a 1 centímetro cúbico.