Estrutura cristalina cúbica de face centrada (CFC)

Centro de um átomo em cada vértice e nos centros das faces do cubo (célula).

Direção de empacotamento: diagonal de cada face.

Exemplos: cobre, alumínio, prata e ouro.

4 átomos em cada célula.

NC = 12

FEA = 0.74 (alto)

Relação aresta da célula / Raio atômico:

a² + a² = (4R)²     a = 2 R (2)^1/2                                                 







Exemplo:

Determinar o volume da célula unitária da estrutura cristalina CFC.

a² + a² = (4R)²

Logo: a = 2R(2)^1/2

Vc = a³ = [2R(2)^1/2]³ = 2³ R³ [(2)^1/2]³ = 16 R³ (2)^1/2

Calcular o FEA para estrutura cristalina CFC.

FEA = Vol. Átomos na célula = V_E
            Vol. Total da célula       V_C

Vol. Da esfera =   4PI * R³
                                 3

Para a estrutura CFC temos 4 átomos na célula unitária, logo:

VE = 4 *  4 PI * R³ = 16 PI * R³
                 3                    3

Portanto: FEA =  16/3 * PI * R³  =   PI           =      3.14      = 0.74
                              16 R³ (2)^1/2            3 (2)^1/2             4.24
 

Exercício Resolvido: Esboce dentro de uma célula unitária cúbica os seguintes planos 

Exercício resolvido: Esboçar uma célula unitária para o composto inter metálico...  

Qual seria a diferença entre uma barra de Ferro com estrutura CFC e outra de CCC?  

Estrutura cristalina dos metais

Metais: ligação metálica

· Ligação não direcional;

·  Normalmente um único elemento (mesmo raio atômico);

·  Poucas restrições em relação à quantidade e posição dos átomos vizinhos;

·  Muitos vizinhos próximos;

·  Alto grau de empacotamento;

Três estruturas cristalinas para os metais:

·  Cúbica Simples: CS

·  Cúbica de face centrada: CFC

·  Cúbica de corpo centrado: CCC

·  Hexagonal compacta: HC

Estrutura cristalina cúbica simples (CS):

Estrutura rara. A direção de empacotamento são as bordas do cubo

Baixa densidade de empacotamento.

Somente o Po (Polônio) tem esta estrutura.

Número de coordenação (NC):

Número de átomos vizinhos (ou em contato) de cada átomo.

Para CS temos NC = 6.

Fator de empacotamento atômico (FEA):

Soma dos volumes das esferas de todos átomos no interior de uma célula dividido pelo volume total da célula.

FEA = Volume dos átomos na célula =  VE_

           Volume total da célula              VC

Para estrutura CS temos:

Relação Raio atômico R e aresta a:

R = 0.5  a

Volume da esfera:

Vesfera = 4 * PI * R³

                  3

FEA = 0.52 para estruturas CS.