Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

PROBLEMA EXEMPLO 13.1
Estruturas Cristalinas Tipo AX
Alguns dos materiais cerâmicos comuns são aqueles nos quais existem iguais números de cátion e de
ânion. Estes são referidos como os compostos AX, onde A denota o cátion e X o ânion. Existem
várias diferentes estruturas cristalinas para os compostos AX; cada uma é normalmente denominada
de acordo com um material comum que assume a particular estrutura.
Estrutura de Sal de Rocha. Talvez a estrutura cristalina AX mais comum é a do tipo
daquela do cloreto de sódio (NaCl) ou do sal de rocha. O número de coordenação tanto para
cátions quanto para ânions é 6 e, portanto, a razão de raios iônicos se situa entre aproximadamente
0,414 e 0,732. Uma célula unitária para esta estrutura cristalina (Figura 13.2) é gerada a partir de
um arranjo CFC de ânions com um cátion situado no centro do cubo e um no centro de cada uma
das 12 arestas do cubo. Uma estrutura cristalina equivalente resulta a partir um arranjo cúbico de
face centrada de cátions. Assim, pode-se pensar que a estrutura cristalina de sal de rocha seja
constituída de 2 redes CFC interpenetrantes. uma composta de cátions e a outra composta de
ânions. Alguns dos materiais cerâmicos comuns que formam esta estrutura cristalina são NaCl,
MgO, MnS, LiF e FeO.
Figura 13.2 - Uma célula unitária de estrutura cristalina do sal de rocha, ou cloreto de sódio
(NaCl).
Estrutura de Cloreto de Césio. A Figura 13.3 mostra uma célula unitária para a
estrutura cristalina do cloreto de sódio (CsCl); o número de coordenação é 8 para ambos os tipos
de íons. Os ânions estão localizados em cada um dos cantos de um cubo, enquanto que no centro
do cubo se encontra um único cátion. Intertroca de ânions com cátions, e vice-versa, produz a
mesma estrutura cristalina. Esta não é uma estrutura CCC porque íons de 2 diferentes tipos estão
envolvidos.
Figura 13.3 - Uma célula unitária da estrutura cristalina do cloreto de césio (CsCl).
Estrutura da Blenda de Zinco. Uma terceira estrutura AX é uma na qual o número de
coordenação é 4; isto é, todos os íons estão tetraedricamente coordenados. Isto é denominado
estrutura de blenda de zinco, ou esfarelita, de acordo com o termo mineralógico para o sulfeto de
zinco (ZnS). Uma célula unitária está apresentada na Figura 13.4; todas as posições dos cantos e
das faces da célula cúbica estão ocupadas por átomos de S, enquanto que os átomos de Zn
preenchem as posições tetraédricas interiores. Uma estrutura equivalente resulta quando as