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11.14: Estruturas de Sólidos
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Chemistry

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Structures of Solids
 
TRANSCRIÇÃO

11.14: Estruturas de Sólidos

Sólidos nos quais os átomos, iões, ou moléculas estão dispostos em um padrão repetitivo definido são conhecidos como sólidos cristalinos. Metais e compostos iónicos formam normalmente sólidos cristalinos. Um sólido cristalino tem uma temperatura de fusão precisa porque cada átomo ou molécula do mesmo tipo é mantida no lugar com as mesmas forças ou energia. Sólidos amorfos ou sólidos não cristalinos (ou, às vezes, vidros) não possuem uma estrutura interna ordenada e estão dispostos aleatoriamente. Substâncias constituídas por moléculas grandes, ou uma mistura de moléculas cujos movimentos são mais restritos, formam muitas vezes sólidos amorfos. O material amorfo sofre amolecimento gradual, em uma gama de temperaturas, devido à não equivalência estrutural das moléculas. Quando um material amorfo é aquecido, as atrações intermoleculares mais fracas quebram primeiro. À medida que a temperatura aumenta, as atrações mais fortes são quebradas.

Célula Unitária

A estrutura de um sólido cristalino é melhor descrita pela sua unidade repetitiva mais simples, chamada de célula unitária. A célula unitária consiste em pontos reticulares que representam as localizações de átomos ou iões. Toda a estrutura consiste então nesta célula unitária que se repete em três dimensões, como ilustrado na Figura 1.

Image1

Figura 1. Célula unitária e retículo de cristal com pontos reticulares indicados a vermelho.

No geral, uma célula unitária é definida pelos comprimentos de três eixos (a, b e c) e pelos ângulos (α, β, e γ) entre eles, como mostra a Figura 2. Os eixos são definidos como sendo os comprimentos entre os pontos no espaço reticular.

Image2

Figura 2. A célula unitária é definida pelos seus eixos (a, b, e c) e ângulos (α, β, e γ)

Existem sete sistemas reticulares diferentes, alguns dos quais têm mais de um tipo de malha, para um total de catorze células unitárias diferentes.

Sistemas Ângulos Eixos
Cúbico α = β = γ = 90°   a = b = c  
Tetragonal α = β = γ = 90° a = bc
 Ortorrômbico   α= β = γ = 90° a bc
Monoclínico   α = γ = 90°;  β ≠ 90°   a bc
Triclínico αβ γ ≠ 90° a bc

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 10.6: Lattice Structures in Crystalline Solids.

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