Tecnologia dos Materiais: Algumas perguntas e respostas

1-Defina Ciência dos Materiais e Engenharia dos Materiais.

Ciência dos materiais é o ramo da ciência relativo ao estudo dos materiais e a relação entre as suas propriedades, estrutura, performance, formas de caracterização e processamento. Cada processamento modifica a estrutura do material, alterando suas propriedades, que por sua vez delimitam o seu desempenho (WIKIPÉDIA, Ciência dos materiais), enquanto que a Engenharia de Materiais é um ramo da engenharia em que os conhecimentos de física e química são, sobretudo, utilizados no estudo, planeamento, produção, entre outros, de materiais (tradicionais ou avançados) para as mais diversas aplicações. Cabe ao engenheiro de materiais estudar a estrutura, as propriedades, as aplicações, o processamento e o desempenho de materiais novos ou já existentes, nas áreas de metais, polímeros, cerâmicos ou compósitos (WIKIPÉDIA, Engenharia dos materiais). Dessa forma, podemos concluir que ambas estão relacionadas e dependem uma da outra.

2-Defina os seguintes termos:

a-Composição: A palavra composição pode se referir a vários significados diferentes. Tratando-se de Tecnologia dos materiais, podemos pensar em composição química, que é o conjunto de moléculas dos elementos químicos constituintes de certa substância (WIKIPÉDIA, Composição).

b-Estrutura: Uma estrutura define do que um sistema é feito, ou seja, uma configuração de itens. Por exemplo: estruturas atômicas, estruturas químicas, etc. (WIKIPÉDIA, Estrutura). Em tecnologia dos materiais é a forma como os átomos, íons ou moléculas estão arranjados espacialmente.

c-Síntese: Ato ou efeito de sintetizar. Síntese também pode ser entendida como obtenção de um todo a partir dos componentes primordiais. (WIKIPÉDIA, Síntese).

d-Processamento: Processamento é uma operação de transformação (WIKIPÉDIA, Processamento). Neste processo o material sofre modificações na sua estrutura que alteram as suas propriedades.

3- Quais os diferentes níveis de estrutura de um material?

Um material pode ser estudado em quatro níveis de estruturas diferentes. O primeiro é o nível subatômico que estuda o átomo individualmente e o comportamento de seu núcleo e elétrons. O segundo nível é o nível atômico que estuda a interação entre vários átomos e a formação de ligações e moléculas. O terceiro nível é o microscópico que corresponde aos arranjos atômicos e moleculares e a formação de estruturas cristalinas, moleculares e amorfas e por fim o nível macroscópico relacionado ao comportamento do material em serviço.

4- Por que é importante considerar a estrutura de um material ao projetar e produzir materiais de engenharia?

Porque cada tipo de material possui propriedades específicas, e estas podem influenciar positivamente ou negativamente no material de engenharia que esta sendo projetado. Essas propriedades são determinadas pela microestrutura deste material. Ex: Os metais são bons condutores de eletricidade por causa do tipo de ligação existente nas estruturas metálicas. Além disso, o uso de uma material inadequado pode causar futuros transtornos e até mesmo graves acidentes. Ex: o uso de um material não apropriado na construção de um prédio pode causar a queda do mesmo. É importante salientarmos também que as diferenças das propriedades de materiais cristalinos e não-cristalinos de mesma composição se deve ao arranjamento atômico desses materiais.

5- Quais os critérios que um engenheiro deve adotar para selecionar um material entre tantos outros?

Deve ser observado qual será a aplicação desse material, pois isto pode exigir, por exemplo, que ele seja resistente ou que seja um isolante elétrico. Em seguida observa-se se as características desse material atendem as necessidades. Alguns dos fatores a serem observados são leveza, resiliência, resistência à corrosão, transparência, facilidade de processamento, redução do custo total dos componentes, entre outros.

6- Qual o principal objetivo em se desenvolver um material compósito?

Compósito é um material multifásico, cujas propriedades serão uma combinação dos materiais que constituem o compósito. Apesar de sua fabricação ser mais cara, esses materiais conjugam propriedades de dois tipos de materiais distintos, assim podemos obter um material superior.

7- Qual a principal condição para a utilização de um biomaterial?

“Um biomaterial é todo o material, natural ou sintético, que compreende inteiro ou a parte de uma estrutura viva ou de um dispositivo biomedical que execute ou substitui uma função natural”. Seu uso está relacionado principalmente a atividade médica e a condição necessária para seu uso é que ele seja compatível com o corpo. (WORLDLINGO, Biomaterial).

8- Considere um automóvel. Liste alguns materiais não tradicionais envolvidos na construção do mesmo.

Podemos citar como exemplo de um material não tradicional que hoje vem sendo utilizados na fabricação de alguns carros, os materiais biodegradáveis e recicláveis, Ex: A FIAT lançou um carro que utiliza materiais como o bagaço da cana e a fibra de coco.

9- Como definir qual o melhor material para um determinado fim?

Observando-se as propriedades desse material e se estas são adequadas para o uso que será feito dele. Ex: O vidro temperado não é aconselhado para utilização em aquários. Isto porque apesar do vidro temperado ter maior resistência a pressão, as paredes do aquário precisam sofrer uma pequena deformação para segurar o líquido sustentando a pressão exercida (propriedade elástica). Por sua vez, o vidro temperado tem característica plástica no material, o que significa que ele não vai sofrer essa deformação (que seria a barriga no vidro dianteiro/traseiro, e isso não é bom, porque a pressão não vai se distribuir uniformemente e o aquário pode estourar, literalmente. (Disponível em: http://www.aquahobby.com/phpBB2/viewtopic.php?t=11930).

10- A classificação tradicional dos materiais é geralmente baseada na estrutura atômica e ligações químicas destes. Assim podemos classificá-los em metais, cerâmicos e polímeros. Cite as principais características desses materiais, dando um exemplo para cada material.

Metais: Em Química um metal é um elemento, substância ou liga caracterizado por sua boa condutividade eléctrica e de calor, geralmente apresentando cor prateada ou amarelada, um alto ponto de fusão e de ebulição e uma elevada dureza. Qualquer metal pode ser definido também como um elemento químico que forma aglomerados de átomos com caráter metálico. Os metais apresentam grande diversidade de propriedades físicas e químicas, conforme a pressão, temperatura e outras variáveis. diferentes tipos de mecanismos e estruturas de cristalização, o que também lhe altera as características.

Geralmente, os metais apresentam ordenação cristalina simples, com alto nível de aglutinação atômica (o que implica alta densidade) e numerosos elementos de simetria. No que se refere às combinações, apresentam forte tendência a não formar compostos entre si, mas têm afinidade com elementos não metálicos.

O tamanho, forma e disposição das partículas metálicas, especificados pela metalografia, são fundamentais para o reconhecimento das propriedades físicas que determinam a plasticidade, resistência à tração, dureza e outras propriedades do material. Esses fatores podem ser alterados por tratamentos térmicos (ciclos de aquecimento resfriamento controlados) ou mecânicos (forjamento, trefilação, laminação, etc.). Ex: Alumínio (WIKIPÉDIA, Metais).

Cerâmicos: Cerâmicas têm propriedades elétricas como isolantes de alta-voltagem, em resistores e capacitores, como a memória em computadores, velas na combustão interna de motores e, mais recentemente, em aplicações de supercondutores de alta temperatura. Resistência ao calor é uma das características mais atrativas nos materiais cerâmicos, por essa razão telhas de cerâmica fornecem blindagem ao aquecimento nos ônibus espaciais de hoje. Uma classe inteira de cerâmicas resistentes ao calor, chamadas de refratários torna possível a construção de alto-fornos siderúrgicos e usinas nucleares que são o coração da indústria moderna.

Cerâmicas estão por toda parte - nos carros que dirigimos, nos edifícios que moramos e nas calçadas que pisamos. Elas são usadas até mesmo por dentistas em próteses, coroas, cimento e implantes dentários.

Filtros de cerâmica feitos de porcelana porosa podem isolar micróbios e bactérias do leite e água potável, separar poeira de gases e remover partículas sólidas de líquidos. 

Cerâmicas são essenciais para a indústria de construção, para a industria petroquímica, para gerar eletricidade, para as comunicações, exploração espacial, medicina, sanitarismo. Cerâmicas semicondutoras tornaram possível os rádios transistorizados e a televisão portátil que revolucionaram o modo de pensar sobre educação e diversão. 

Escudos de cerâmica, os quais são leves e resistentes ao impacto, têm sido confeccionados para proteger aviões, veículos militares e soldados. Componentes eletrônicos individuais e circuitos integrados complexos com multicomponentes têm sido fabricados de cerâmicas. Cerâmicas mono-cristais têm importantes aplicações mecânicas, elétricas e óticas. Cerâmicas incluem ítens tão delicados que podem ser quebrados por um leve toque, tão resistentes que podem proteger nosso próprio corpo e tão duradouros que permanecem depois de milhares de anos revelando-nos a história dos nossos mais remotos ancestrais. Ex: vidro (Disponível em: http://mesonpi.cat.cbpf.br/escola99/MC.html)

Polímeros: São moléculas gigantes que apresentam unidades que se repetem.

A substância inicial é chamada de monômero. Podem ser naturais ou artificiais. Possuem ser termoplásticos, termorrígidos e elastômeros. A principal aplicação dos polímeros são os plásticos. Tornam-se macios e deformáveis quando aquecidos e podem ser reciclados. Ex: Polietileno. (WIKIPÉDIA, Polímeros).

11- Cite de forma resumida as principais diferenças entre ligação iônica, covalente e metálica.

A ligação iônica é um tipo de ligação que ocorre entre dois íons de cargas opostas, um cátion e um ânion. (BRASIL ESCOLA, Ligação iônica);

A ligação covalente é um tipo de ligação onde ocorre o compartilhamento de átomos (WIKIPÉDIA, Ligação Covalente);

A ligação metálica é aquela que ocorre entre dois átomos de metais. Nessa ligação todos os átomos envolvidos perdem elétrons de suas camadas mais externas, que se deslocam mais ou menos livremente entre eles, formando uma nuvem eletrônica (também conhecida como "mar de elétrons"). (WIKIPÉDIA, Ligação Metálica);

12-Qual o tipo de ligação química usualmente presente nos seguintes materiais: Metais , Cerâmicos e Polímeros.

Metais: Ligação Metálica

Cerâmicos: ligação iônica entre metais e não-metais

Polímeros: Cadeias ligadas por forças de Van der Waals (ligação covalente).

13- Por que em geral os metais apresentam alta condutividade térmica e elétrica?

Num metal cada átomo exerce apenas uma fraca atração nos elétrons mais externos, da camada de valência, que podem então fluir livremente, proporcionando a formação de íons positivos (ou cátions) e o estabelecimento de ligações iônicas com não-metais. Os eléctrons de valência são também responsáveis pela alta condutividade dos metais (teoria de bandas). (WIKIPÉDIA, Metais)

14- Com base nas ligações químicas, explique porque a água se expande quando solidifica.

A forma sólida da maioria das substâncias é mais densa que a fase líquida. Mas, ao contrário, um bloco de gelo comum flutua num recipiente com água, porque a água sólida é menos densa que a água líquida. Essa é uma propriedade característica da água e extremamente importante. À temperatura ambiente, a água líquida fica mais densa à medida que diminui a temperatura, da mesma forma que as outras substâncias. Mas a 4 °C (3,98 °C, mais precisamente), logo antes de congelar, a água atinge sua densidade máxima e, ao aproximar-se mais do ponto de fusão, a água, sob condições normais de pressão, expande-se e torna-se menos densa. Isso se deve à estrutura cristalina do gelo, conhecido como gelo Ih hexagonal.

A água, o chumbo, o urânio, o neônio e o silício são alguns dos poucos materiais que se expandem ao se solidificar; a maioria dos demais elementos se contrai. Deve-se notar, porém, que nem todas as formas de gelo são menos densas que a água líquida pura. Por exemplo, o gelo amorfo de alta densidade é mais denso que a água pura na fase líquida. Assim, a razão pela qual a forma comum do gelo é menos densa que a água é um pouco não-intuitiva e depende muito das propriedades incomuns inerentes às ligações de hidrogênio.

Geralmente, a água se expande ao congelar devido à sua estrutura molecular aliada à elasticidade incomum das ligações de hidrogênio e à conformação cristalina particular de baixa energia que ela assume em condições normais de pressão. Isto é, ao resfriar-se, a água tenta organizar-se numa configuração de rede cristalina que alonga as componentes rotacionais e vibracionais das ligações, de forma que cada molécula de água é afastada das vizinhas. Isso efetivamente reduz a densidade ρ da água quando se forma gelo sob condições normais de pressão.

15- Qual o tipo de ligação você esperaria que se formasse para os seguintes compostos:

a- Bronze: ( liga de cobre e estanho ): ligação metálica

b- Al2O3: ligação iônica

c- Nylon: ligação covalente

16- Dê a sua opinião sobre a seguinte afirmação: Quanto maior a diferença na eletronegatividade mais covalente é a ligação

A afirmação é falsa, pois a ligação covalente ocorre entre dois átomos com eletronegatividades similares e altas. (WIKIPÉDIA, Ligação Covalente). Daí o nome covalente que quer dizer mesma valência. Na verdade, nas ligações covalentes a diferença de eletronegatividade é menor ou igual a 1, enquanto nas ligações iônicas ela é maior ou igual a 2.

17-Explique porque geralmente materiais covalentes são menos densos que materiais metálicos e iônicos.

Para responder a esta pergunta é importante lembrar que a ligação iônica e a ligação metálica são muito mais fortes que a ligação covalente.

A força entre as ligações é inversamente proporcional à distância entre os átomos, ou seja, quanto menor a força da ligação, maior a distância entre as partículas envolvidas.

Outra relação também pode ser percebida entre distância e volume, que ocorre da seguinte forma: quanto maior for a distância entre os átomos, maior será o volume que eles irão ocupar.

Daí, como DENSIDADE = MASSA / VOLUME , conclui-se que quanto maior o volume menor a densidade.

Ou seja: quanto menor a força eletrostática, maior a distância entre as partículas e maior o volume ocupado por elas. Quanto maior o volume, menor a densidade.

18- O que determina a distância de equilíbrio entre dois átomos?

A distância entre dois átomos é determinada pelo balanço das forças atrativas e repulsivas. Quanto mais próximos os átomos maior a força atrativa entre eles. Quando as somas das forças atrativas e repulsivas é zero, os átomos estão na chamada distância de equilíbrio.

19- Considerando a seguinte afirmação correta: Quanto mais próximo os átomos maior a força de atração entre eles, explique então porque estes não se chocam.

Por causa das forças de repulsão existentes entre dois átomos numa ligação química. Essas forças de repulsão possuem origem quântica. Segundo o princípio de exclusão de Pauli duas partículas não podem ocupar o mesmo estado quântico.

20- Qual dos materiais você acredita que tenha o maior coeficiente de expansão térmica: o Al2O3 ou próprio alumínio? Justifique.

Se denomina coeficiente de expansão térmica ou mais simplesmente coeficiente de dilatação ao quociente que mede a alteração relativa de comprimento ou volume que se produz quando um corpo sólido ou um fluido dentro de um recipiente experimenta uma alteração na temperatura sofrendo uma dilatação térmica (WIKIPÉDIA, Coeficiente de dilatação térmica). O alumínio comparado ao composto iônico Al2O3, possui maior coeficiente de expansão térmica. A energia da ligação influencia em algumas propriedades dos materiais Dentre elas está a expansão térmica. O alumínio estando ligado ao oxigênio sofre redução da dilatação térmica.

21- Explique porque se espera que polímeros termoplásticos simples, como polietileno e poliestireno,tenham um módulo de elasticidade bastante reduzido, quando comparados aos metais e cerâmicos.

O módulo de elasticidade está diretamente ligado as forças interatômicas. Quanto maior o modulo de elasticidade maior a rigidez do material. As ligações existentes nos polímeros são as covalentes, que comparadas às ligações iônicas, nos materiais cerâmicos, e as ligações metálicas, nos metais, são mais fracas (MUNDO EDUCAÇÂO, Polímero termoplástico e termorrígido).

22- O que são elétrons deslocalizados?

Elétrons deslocalizados são elétrons em uma molécula que não estão associados a um único átomo ou a uma ligação covalente. Elétrons deslocalizados são contidos dentro de um orbital que se estende ao longo de vários átomos adjacentes. Classicamente, os elétrons deslocalizados podem ser encontrados em sistemas conjugados de ligações duplas e sistemas aromáticos e mesoiônicos. É cada vez mais aceito que os elétrons em níveis de ligação sigma também estão deslocalizados. Por exemplo, no metano, os elétrons de ligação são compartilhados por todos os cinco átomos igualmente. A previsão da existência de deslocalização está implícita na teoria dos orbitais moleculares (WIKIPEDIA, Deslocalização eletrônica).

23- Explique por que os metais são maleáveis e dúcteis.

Os metais são materiais muito utilizados na engenharia e isso se deve as propriedades apresentadas por eles. Os metais, por exemplo, são maleáveis - principalmente quando aquecidos a certa temperatura, isso faz com que eles possam ser dobrados ou moldados e são dúcteis: pode ser transformados em fios finos. É por isso que os metais costumam ser usados para moldar chamas e fabricar panelas e outros utensílios domésticos, fios elétricos, etc. Tanto a sua maleabilidade quanto a sua ductilidade podem ser explicados por sua estrutura cristalina que deforma-se com facilidade.

24- Explique por que os metais são sólidos à temperatura ambiente.

Com exceção do mercúrio (Hg) os metais são sólidos à temperatura ambiente. Isto acontece porque os metais possuem elevado ponto de fusão (processo no qual ocorre a passagem do estado sólido para o estado líquido de uma determinada substância). Isto acontece porque a estrutura dos retículos cristalinos é compacta e altamente estável e para rompê-la é necessário uma grande quantidade de energia.

25- Por que os metais dão a sensação de frio ainda que estejam na temperatura ambiente?

Porque a sensação de frio ou quente depende da condutividade térmica do objeto tocado. A nossa sensação de frio ou calor é o fluxo de calor do corpo para o ambiente ou vice-versa. Quando se toca em um objeto mal condutor de calor, há pouca passagem de calor da pele para o objeto (considerando que a pele está mais quente que o objeto). Além disso, a temperatura da pele se iguala rapidamente à temperatura da superfície tocada. Pele e superfície do objeto rapidamente chegam à mesma temperatura, pois o objeto é mal condutor de calor e segura em sua superfície o calor recebido. Quando se toca um objeto bom condutor de calor (como é o caso dos metais), há passagem de grande quantidade de calor da pele para o objeto (considerando que a pele está mais quente que o objeto). O fluxo é contínuo, pois o calor que chega da pele à superfície do objeto condutor é conduzido para todo o objeto. Assim, a temperatura da pele só iguala à temperatura do objeto quando todo o objeto estiver na mesma temperatura que a pele, o que demora certo tempo. Durante esse tempo, a superfície do objeto continua com a temperatura menor que a da pele, passando-nos sensação de frio. Ocorre processo semelhante se os objetos tocados estiverem mais quentes que a pele.

26- Defina os termos:

a- rede: Uma rede espacial é um arranjo infinito, tridimensional de pontos, em que cada ponto tem vizinhanças idênticas. Esses pontos são chamados pontos ou nós da rede. Os pontos da rede podem ser arranjados de 14 modos diferentes, chamados de redes de Bravais. Cada ponto em uma rede coincide coma posição de um átomo.

b- célula unitária: Uma célula unitária é a menor parte do cristal que contém as suas características.

c- estrutura cristalina: A estrutura cristalina de um sólido é a designação dada ao conjunto de propriedades que resultam da forma como estão espacialmente ordenados os átomos ou moléculas que o constituem.

27- Diferencie materiais cristalinos de materiais não cristalinos( amorfo) em termos de arranjo atômico.

Material amorfo é a designação dada à estrutura que não têm ordenação espacial a longa distância (em termos atómicos), como os sólidos regulares. É geralmente aceito como o oposto de estrutura cristalina, isto porque nas estruturas cristalinas exista a ordenação de átomos e moléculas que a constituem (WIKIPÉDIA, Estrutura Cristalina; Sólido amorfo).

28- Quais são as estruturas cristalinas mais comuns encontradas nos materiais metálicos?

Cúbica de corpo centrado (CCC), cúbica de face centrado (CFC) e hexagonal compacta.

29- O que é fator de empacotamento?

É um índice que varia de zero a um e representa a fração do volume de uma célula unitária que corresponde a esferas sólidas, assumindo o modelo da esfera atômica rígida. Tem como objetivo informar quantos átomos podem ser organizados numa estrutura cristalina e determinar a qualidade no empilhamento. 

30- Que tipo de força deve ser vencida para sublimar o gelo seco ( CO2 ) sólido?

Forças de London.

31- Descreva as diferenças nas escalas atômica e macroscópica entre sólidos moleculares e sólidos covalentes reticulares.

Nos sólidos moleculares constituídos por moléculas apolares, os elétrons se encontram emparelhados e não podem formar ligações covalentes. As moléculas conservam a sua individualidade mas estão ligadas pelas forças de Van der Waals, as mesmas que existem entre as moléculas de um gás ou de um líquido. Nos sólidos covalentes não existe transferência de carga entre os átomos para formar íons, como no caso dos cristais iônicos, mas um compartilhamento de pares de elétrons de valência entre os átomos, ou seja, ligação covalente.

32- Qual desses você esperaria que tivessem o ponto de fusão mais elevado: sólidos moleculares, ou sólidos covalentes reticulares?

Sólidos covalentes reticulares.

33- Sólidos moleculares, iônicos e covalentes reticulados têm todos uma característica em comum, que faz com que eles sejam diferentes dos sólidos metálicos. Que característica é essa?

Num sólido metálico, os elétrons de valência estão livres, fazendo com que os metais sejam bons condutores elétricos e térmicos. Os sólidos moleculares, iônicos e covalentes não possuem elétrons livres, e por isso, a condutividade elétrica é baixa.

34- Por que os sólidos covalentes reticulares são maus condutores de eletricidade e muitas vezes isolantes?

Os sólidos covalentes são maus condutores de eletricidade porque os elétrons estão localizados nas ligações covalentes e não estão livres para se mover através do cristal. Apenas o grafite por apresentar elétrons pi torna-se bom condutor.

35- Descreva as diferenças nas escalas atômica e macroscópica entre sólidos metálicos e sólidos iônicos.

Um sólido metálico é aquele que é formado por íons positivos esfericamente simétricos, nos quais os átomos têm apenas alguns elétrons ligados em camadas incompletas e cujas forças de coesão apresentam simetria esférica. As suas energias de ionização são relativamente baixas e a sua rede cristalina é regular e inclui a nuvem de elétrons, constituído por elétrons livres e conferindo-lhes uma condutividade térmica e elétrica extraordinária. Os sólidos metálicos são opacos. Os sólidos iônicos por sua vez é aquele cuja rede cristalina é formada por ligações iônicas, encontrando-se os íons dispostos de tal forma que alcançam uma configuração estável, submetidos a interações mútuas. Os sólidos iônicos apresentam as seguintes propriedades macroscópicas: baixa condutividade, tanto elétrica como térmica, à temperatura normal, aumentando para temperaturas elevadas; dureza, fragilidade e um ponto de fusão alto, originado pelas forças eletrostáticas que atuam entre os íons; energia de vibração da rede menor que a dos sólidos covalentes e associada à absorção de radiação eletromagnética infravermelha.

36- Por que a densidade de um metal está relacionado com a proximidade das partículas uma das outras?

A densidade relaciona a massa de um material ao volume que ele ocupa, sendo uma propriedade intrínseca do material: d = m/V. Quando se trata de elementos químicos, a densidade dos elementos aumenta na direção do centro da tabela periódica. Portanto, os elementos mais densos são metais: o ósmio (22,6 g/cm3) e o irídio (22,5 g/cm3). Esses elementos são muito densos porque possuem uma massa nuclear grande (superiores a 180), para um volume atômico moderado; a relação d = m/V acaba sendo um valor alto. Considerando que existem espaços vazios entre os átomos em uma ligação química, quanto maior estes espaços vazios, maior será o volume ocupado e menor a densidade do material, que no caso em questão são os metais. Os metais possuem um alto fator de empacotamento atômico e grande número atômico, o que justifica a sua alta densidade.

37- O ferro metálico e o cloreto de césio possuem estruturas semelhantes. A unidade mais simples de repetição no ferro é um cubo de oito átomos de ferro com um nono átomo de ferro no centro do corpo do cubo. A unidade mais simples de repetição no CsCl é um cubo de íons negativos monovalentes Cl com um íon positivo monovalente no centro do corpo. Explique porque uma das estruturas é classificada como célula unitária cúbica de corpo centrado( CCC ) e a outra como célula cúbica simples ( CS ).

O ferro metálico possui estrutura CCC, pois tem 8 átomos nos vértices e um átomo no centro. O CsCl possui estrutura CS pois tem íons negativos nos vértices e um íon positivo no centro. No ferro nos átomos são iguais e estão descarregados. Já no CsCl, os átomos dos vértices estão carregados positivamente e o átomo central negativamente, sendo assim são distintos, e por isso a estrutura é a cúbica simples.

38- Explique a seguinte observação: o diamante é um sólido muito duro, enquanto a grafita é mole e escorregadia.

Como já explicado numa questão anterior cada mineral é classificado e denominado não apenas com base na sua composição química, mas também na estrutura cristalina dos materiais que o compõem. Em resultado dessa distinção, materiais com a mesma composição química podem constituir minerais totalmente distintos em resultado de meras diferenças estruturais na forma como os seus átomos ou moléculas se arranjam espacialmente. O diamante, incolor e transparente em estado puro, é o corpo natural mais duro que se conhece. Possui densidade de 3,5g/ml, elevado índice de refração e não conduz eletricidade. A grafita, negra e untuosa ao tato, apresenta uma estrutura em finas lâminas que se cristalizam segundo o sistema hexagonal (um dos sete modelos possíveis de formação de cristais), diferentemente do diamante, que se cristaliza no sistema cúbico. A diferença entre a grafite e o diamante é apenas a disposição dos átomos de carbono nas suas estruturas.O mesmo elemento químico, quando arranjado de diferentes formas, produz diferentes propriedades físicas. Esse fenômeno é conhecido como alotropia. O carbono apresenta outras estruturas, como a das bucky balls, nas quais 60 átomos de carbono ficam dispostos como se formassem uma bola de futebol.

39- Qual a eficiência de empacotamento das esferas em um arranjo cúbico simples; cúbico de face centrada; cúbico de corpo centrado e hexagonal compacto?

Cúbica Simples: 0,52

Cúbica de corpo centrado: 0,68

Cúbica de face centrada: 0,74

Hexagonal compacta: 0,74

40- O sódio cristaliza numa estrutura em que o número de coordenação é 8 Qual é a estrutura que melhor descreve o cristal?

a- cúbica simples

b- cúbica de corpo centrado

c- cúbica de face centrada

d- hexagonal compacta

Resposta: CCC. Os números de coordenação para CS é seis, CFC é doze e para a hexagonal compacta também doze.