Por estrutura cristalina dos materiais, entende-se a disposição e organização dos átomos nos sólidos, sejam eles metais, polímeros ou cerâmicas.

Com caráter introdutório, este livro traz uma abordagem simples do tema, mostrando como os átomos e sua organização espacial influenciam as propriedades dos materiais.

O livro Estrutura Cristalina é dividido em nove capítulos, tratando de temas como a evolução dos átomos, ligações químicas, propriedades dos sólidos, materiais cristalinos e amorfos, estruturas cristalinas dos metais, cerâmicas e polímeros, estruturas especiais (nitinol), defeitos cristalinos e técnicas para a determinação da cristalinidades dos materiais.

O seu público-alvo são estudantes, professores e profissionais das mais diversas áreas, como a física e química, além das engenharias mecânica, metalúrgica, química, elétrica, de materiais e de minas, entre tantas outras.

 Sumário

Agradecimento                7

Apresentação   9

1. Estrutura atômica       11

1.1 Conceitos fundamentais      11

1.2 Números quânticos                12

2. Ligação química           19

2.1 Ligação química         19

2.2 Ligações interatômicas primárias      19

2.3 Ligações secundárias              21

2.4 Teoria das ligações químicas               25

2.5 Teoria da ligação de valência              25

2.6 Teoria dos orbitais moleculares         26

2.7 Ordem de ligação     27

3. Propriedades dos sólidos       31

3.1 Propriedades dos sólidos     31

3.2 Sólidos iônicos           37

3.3 Sólidos moleculares                37

3.4 Sólidos covalentes   38

3.5 Sólidos metálicos     38

4. Materiais cristalinos e não cristalinos                41

4.1 Monocristais              41

4.2 Policristais   41

4.3 Anisotropia 41

4.4 Polimorfismo e alotropia      42

4.5 Estruturas cristalinas              42

4.6 Operações e simetria             43

4.7 Sistemas cristalinos 45

4.8 Estruturas cristalinas compactas       47

4.9 Estruturas cristalinas cúbicas              52

4.10 Fator de empacotamento 55

4.11 Posições, direções e planos em cristais       59

4.12 Procedimentos para determinação de uma direção cristalográfica                59

4.13 Procedimentos para determinação dos planos cristalográficos        60

4.14 Densidade                61

5. Estruturas especiais  69

5.1 Materiais com memória de forma    69

5.2 Cristais líquidos         71

6. Estruturas cristalinas das cerâmicas   75

6.1 Estruturas cristalinas das cerâmicas 75

6.2 Estrutura cristalina do tipo AX            76

6.3 Estrutura cristalina do tipo Az[m]Xw[n]         77

6.4 Estrutura cristalina do tipo Az[m]Bw[n]Xy[p]             77

6.5 Fator de empacotamento    77

6.6 Densidade   77

6.7 Estruturas dos silicatos          83

7. Estruturas dos polímeros        89

7.1 Estruturas dos polímeros     89

7.2 Número de meros   90

7.3 Estrutura química dos meros              91

7.4 Forma da cadeia polimérica 92

7.5 Esterioregularidade ou taticidade    92

7.6 Blendas poliméricas                93

7.7 Método de preparação dos polímeros          94

7.8 Características tecnológicas 96

7.9 Comportamento mecânico 97

7.10 Estrutura cristalina dos polímeros  97

8. Imperfeições cristalinas          103

8.1 Imperfeições cristalinas        103

8.2 Defeitos pontuais    104

8.3 Impurezas   106

8.4 Defeitos lineares      108

8.5 Defeitos interfaciais               110

8.6 Defeitos volumétricos           113

9. Caracterização: difração de raixos X   115

9.1 Introdução a difração de raios X        115

9.2 Fundamento de raios X         116

9.3 Produção dos raios X              117

9.3.1 Espalhamento dos elétrons            118

9.3.2 Salto quântico        119

9.4 Monocromatização dos raios X          120

9.5 Difração dos raios X 121

9.6 Lei de Bragg                121

9.7 Difratômetro de raios X        122

9.8 Aplicações da difração de raios X      124

9.8.1 Identificação das fases cristalinas 124

9.8.2 Quantificação de fases      124

9.8.3 Determinação dos parâmetros das células unitárias            124

9.8.4 Tamanhos de cristalitos     124

Exemplos - Estruturas cristalinas              127

Exercícios propostos      129

Referências       131