Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

adjacente); esta é denominada uma posição tetraédrica, uma vez que linhas retas traçadas a partir
dos centros das esferas circundantes formam um tetraédro de 4 lados. O outro tipo de sítio (ou
posição interstícial), denominada O na Figura 13.9, envolve 6 esferas iônicas, 3 em cada um dos 2
planos. Uma vez que um octaédro é produzido pela junção destes 6 centros de esferas, este sítio é
chamado uma posição octaédrica. Assim, os números de coordenação para cátions preenchendo
posições tetraédricas e octaédricas são 4 e 6, respectivamente. Além disso, para cada uma destas
esferas de ânion, existirão 1 posição octaédrica e 2 posições tetraédricas.
Figura 13.9 - O empilhamento de um plano de esferas(ânions) estreitamente compactadas em cima
de um outro; as posições tetraédricas e octaédricas entre os planos se encontram designados por T
e O, respectivamente. (A partir de W.G. Moffatt, G.W. Pearsall, e J.Wulff, The Structure and
Properties of Materials, Vol. 1, Structure. Copyright 1964 por John Wiley & Sons, New York.
Reimpresso por permissão de John Wiley & Sons, Inc.).
Estruturas cristalinas cerâmicas deste tipo dependem de 2 fatores: (1) empilhamento das
camadas aniônicas estreitamente empilhadas (são possíveis arranjos tanto CFC quanto HC que
correspondem às sequências ABCABC.... e ABABAB.... , respectivamente) e (2) a maneira na
qual os sítios intersticiais são preenchidos com cátions. Por exemplo, considere-se a estrutura
cristalina de sal de rocha discutida acima. A célula unitária tem simetria cúbica e cada cátion (íon
Na + ) tem 6 ânions Cl - como íons vizinhos mais próximos, como pode ser verificado a partir da
Figura 13.2. Isto é, o íon Na + no centro tem como vizinhos mais próximos 6 íons Cl - que residem
nos centros de cada uma das 6 aresta do cubo. A estrutura cristalina, tendo simetria cúbica, pode
ser considerada em termos de um arranjo CFC de planos aniônicos estreitamente empacotados e
todos os planos são do tipo {111}. Os cátions residem em posições octaédricas porque êles têm
como vizinhos mais próximos 6 ânions. Além disso, todas as posições octaédricas são preenchidas ,
uma vez que existe um único sítio octaédrico por ânion e a razão de ânions para cátions é de 1:1.
Para esta estrutura cristalina, a correlação entre os esquemas da célula unitária e do empilhamento
de plano aniônico estreitamente empacotado está ilustrada na figura 13.10.
Figura 13.10 - Uma seção da estrutura cristalina do sal de rocha a partir da qual um canto foi
removido. O exposto plano de ânions (esferas brancas dentro do triângulo) é um plano do tipo
{111}; os cátions (esferas escuras) ocupam posições intersticiais octaédricas.
Outras estruturas cristalinas cerâmicas, mas não todas elas, podem ser tratadas numa
maneira similar; incluidas estão as estruturas da blenda de zinco e da perovskita. A estrutura de
espinélio é uma do tipo A m B n X p , que é encontrada para o aluminato de magnésio ou espinélio
(MgAl 2 O 4 ). Com esta estrutura, os íons O 2- foram uma rede CFC, enquanto que íons Mg 2+
preenchem sítios tetraédricos e Al 3+ residem em posições octaédricas. Cerâmicas magnéticas, ou
ferritas, têm uma estrutura cristalina que é ligeira variante desta estrutura de espinélio; e as
características magnéticas são afetadas pela ocupação de posições tetraédricas e octaédricas (vide
Seção 21.5).