Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

3.5 - CÁLCULOS DE DENSIDADES
Um conhecimento da estrutura do cristal de um sólido metálico permite cálculo de sua densidade
verdadeira ρ através da correlação
ρ = (nA)/(V C N A ) (3.5)
onde
n = número de átomos associados com cada célula unitária
A = peso atômico
V C = volume da célula unitária
N A = número de Avogadro (6,023 x 10 23 átomos/mol)
3.5 - POLIMORFISMO E ALOTROPIA
Alguns metais, bem como não-metais, pode ter mais do que uma estrutura cristalina, um fenômeno
conhecido como polimorfismo. Quando encontrado em sólidos elementares, a condição é as vezes
denominada alotropia. A estrutura cristalina predominante depende tanto da temperatura quanto da
pressão externa. Um exemplo familiar é encontrado em carbono: grafita é a polimorfa estável nas
condições ambientes, enquanto que diamante é formado em pressões extremamente altas. Também,
ferro puro tem uma estrutura cristalina CCC à temperatura ambiente, com mudanças para ferro
CFC a 912 o C (1674 o F). Muitas vezes uma modificação da densidade e outras propriedades físicas
acompanha a transformação polimórfica.
3.7 - SISTEMAS CRISTALINOS
De vez que existem muitas estruturas cristalinas possíveis, é às vezes conveniente dividi-las em
grupos de acordo com as configurações da célula unitária e/ou arranjos atômicos. Um tal esquema
baseia-se na geometria da célula unitária, isto é, a forma da apropriada célula unitária
paralelepipetada sem levar em conta as posições atômicas na célula. Dentro deste arcabouço, um
sistema coordenado x, y e z é estabelecido com a sua origem num dos cantos da célula unitária;
cada um dos eixos x, y e z coincide com uma das 3 paralelepipetadas arestas que se estendem a
partir deste canto, como ilustrado na Figura 3.4. A geometria da célula unitária é completamente
definida em termos de 6 parâmetros: os 3 comprimentos de arestas a, b e c, e os 3 ângulos α, β e
γ. Estes estão indicados na Figura 3.4 e são às vezes denominados parâmetros de rede de uma
estrutura cristalina.
Figura 3.4 - Uma célula unitária com os eixos coordenados x, y e z, mostrando os comprimentos
axiais (a , b e c ) e os ângulos interaxiais (α, β e γ).
Nesta base, têm sido encontrados cristais tendo 7 diferentes possíveis combinações de a,
b e c e α, β e γ, cada um dos quais representa um distinto sistema cristalino. Estes 7 sistemas