solidos propriedades

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Sólidos: Propriedades Tipo Exemplos Unidades estruturais Forças coesivas Propriedades Iônico NaCl, K 2 SO 4 , MgO Íons positivos e negativos Iônica, atração entre cátions e anions. Duro, quebradiço, alto ponto de fusão, baixa condutividade elétrica Metálico Ferro, prata, cobre Átomos metálicos Atração eletrostática entre metais e elétrons Maleável, grande brilho, bons condutores Covalente H 2 , O 2 , I 2 , H 2 O, CO 2 Moléculas unidas por ligações covalentes Forças de dispersão, forças dipolo- dipolo e ligação de hidrogênio Macios, maus condutores Redes Grafite, diamante, quartzo Átomos mantidos em uma rede infinita, mono- ,bi-, ou tridimensional Covalentes, direcionadas Maus condutores amorfo Vidro, polietileno, nylon Redes covalentes sem regularidade de longo alcance Covalentes Não cristalinos, baixa condutividade elétrica Pontes de hidrogênio Íons:

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Page 1: Solidos Propriedades

Sólidos: Propriedades Tipo Exemplos Unidades

estruturais Forças coesivas Propriedades

Iônico NaCl, K2SO4,

MgO

Íons positivos e negativos

Iônica, atração entre cátions e anions.

Duro, quebradiço, alto ponto de fusão, baixa condutividade elétrica

Metálico Ferro, prata, cobre

Átomos metálicos

Atração eletrostática entre metais e elétrons

Maleável, grande brilho, bons condutores

Covalente H2, O2, I2, H2O, CO2

Moléculas unidas por ligações covalentes

Forças de dispersão, forças dipolo-dipolo e ligação de hidrogênio

Macios, maus condutores

Redes Grafite, diamante, quartzo

Átomos mantidos em uma rede infinita, mono-,bi-, ou tridimensional

Covalentes, direcionadas

Maus condutores

amorfo Vidro, polietileno, nylon

Redes covalentes sem regularidade de longo alcance

Covalentes Não cristalinos, baixa condutividade elétrica

Pontes de hidrogênio

Íons:

Page 2: Solidos Propriedades

# Redes Cristalinas

A regularidade externa dos cristais sugere uma simetria interna. Qualquer rede cristalina é construída de células unitárias. A menor unidade de repetição é a célula primitiva, a qual tem todas as características de simetria da forma em que os átomos estão arrumados.

Metais

Page 3: Solidos Propriedades

#Empacotamento denso: - Numa primeira camada, as esferas estão colocadas o mais próximo possível para o

empacotamento mais eficiente das esferas. - Na segunda camada, cada esfera será colocada acima do buraco entre as esferas da

primeira camada - 1a possibilidade da 3a camada: situando-se acima dos buracos da terceira camada, ou

seja diretamente acima dos átomos da primeira camada, gerando a estrura de hexagonal de empacotamento denso (hed), levando a uma sequência ABABAB...

- 2a possibilidade da 3a camada: situando-se acima dos buracos da primeira camada que estão acima dos buracos da primeira camada não utilizadas, gerando o cúbico de empacotamento denso (ced), levando a uma sequa6encia ABCABC...

Nestas estruturas, cada átomo está em contato com 12 outros átomos, os vizinhos mais próximos.

Page 4: Solidos Propriedades

Estrutura ced

Estrutura hed Estrutura ccc(cúbico de corpo centrado)

#Forma das células unitárias dos sete sistemas cristalinos:

Page 5: Solidos Propriedades

Tipo de Ponto de Rede Célula unitária

Vértice 1/8 Aresta ¼ face ½

Centro do corpo 1 Exemplos: 1- Alumínio tem densidade de 2,699g/cm3. Os átomos estão empacotados em uma célula

unitária de cúbico de face centrada. Calcule o raio atômico do alumínio. a) massa de uma célula unitária de corpo cúbico de face centrada:

áriacélulaunitg

xunitáriacélula

átomosatomosx

molmol

gunitáriacéluladamassa 22

23 10792,14

10022,6198,26 −=

=

b) Volume da célula unitária:

áriacélulaunitcmx

gcm

áriacélulaunitgx

ialulaunitárVolumedacé323

322

10640,6699,2

110792,1 −−

=

=

b) Volume do cubo =(comprimento da aresta)3

Comprimento da aresta cmxcmx 83 323 10049,410640,6 −− == Diagonal da face da célula = 4x(raio do átomo de Al) Distância da Diagonal= aresta.2

pm

cmxcmx

AlátomodoRaio

2,143

10432,14

10049,4.2 88

=

== −−

2) Ferro tem densidade 7,8740g/cm3. O raio atômico é de 126pm. Verifique se a estrutura é realmente cúbica de corpo centrado.

Massa molar número de Avogrado número de átomo célula unitária

Massa da densidade do Al célula unitária

Page 6: Solidos Propriedades

a)comprimento da aresta do cubo (diagonal do cubo)2=( aresta)2 + (diagonal da face)2 diagonal da face = aresta.2 (diagonal do cubo)2=( aresta)2 +( aresta.2 )2 (diagonal do cubo)2=3(aresta)2

arestaDiagonal .3= aresta=4xraio atômico/ √3

cmxppmppmx

aresta 81091,22913

1264 −===

c) Calculo do volume da célula unitária: Volume da célula=(2,91x10-8)3=2,46x10-23cm3 d) calculo da massa da célula unitária massa da célula=(2,46x10-23cm3)x(7,8740g/cm3)= 1,94x10-22g

e) cálculo da massa de um átomo de ferro: Massa de um átomo de Fe=(55,85g/mol)x(1mol/6,023x1023átomos)=9,274x10-23g/átomo

áriacélulaunitátomosátomogx

áriacélulaunitgx/09,2

/10274,9/1094,1

23

22

=−

(a)NaCl; (b)Célula unitária de NaCl(4Na+ e 4Cl–); (c) íon sódio em um buraco octaédrico; (d) íon cloreto em um buraco octaédrico 3) O raio do íon Na+ é 116pm e do Cl– é 167pm. Calcule a densidade do sal em gramas por centímetro cúbico.

a) calculo do volume da célula unitária de NaCl aresta=2x(raio Cl–) + 2x(raio Na+) aresta=2(167ppm) + 2(116ppm) =566ppm Volume=(aresta)3 =1,81x108pm3=1,81x10-22cm3 b)Cálculo da massa da célula A célula unitária contêm 4 Na+ e 4 Cl–.

Page 7: Solidos Propriedades

unitáriafórmulagxunitáriafórmulax

molNaClx

molNaClg

/10704,91002,6

11

44,58 2323

−=

Como temos 4 células unitárias por fórmula unitária

ClunitáriaNacélulagxunitáriacélula

ClunitáriaNafórmulax

unitáriafórmulag

x /10882,31

410704,9 2223 −− =

b) Cálculo da densidade:

3322

22

/14,21081,1

110882,3cmg

cmxáriacélulaunit

xáriacélulaunit

gxDensidade =

= −

A densidade experimental é de 2,164g/cm3.