10)Qual a definição de Fator de empacotamento?O que o FE indica?
Passo 1
O enunciado pede a definição de “fator de empacotamento” (geralmente chamado de fator de empacotamento atômico) e o que esse fator indica em termos de organização dos átomos em uma estrutura cristalina. Vamos usar conceitos de geometria de células unitárias e de densidade de empacotamento para responder.
Passo 2
O fator de empacotamento atômico,
, é definido como a razão entre o volume total efetivamente ocupado pelos átomos dentro de uma célula unitária e o volume bruto dessa célula. Em notação,
Passo 3
Quando representamos cada átomo como uma esfera de raio
, o volume de um átomo é
. Se numa célula unitária houver
átomos (ou frações de átomos somadas), o volume ocupado é
e o volume da célula,
, depende do parâmetro de rede. Assim
Passo 4
O valor de
varia conforme o tipo de empacotamento (por exemplo, cúbica de corpo centrado, cúbica de face centrada, hexagonal compacta) e indica o grau de ocupação espacial dos átomos. Quanto maior o
,
- menor é o espaço vazio (porosidade) na rede cristalina;
- maior é a densidade macroscópica do material;
- mais próximos estão os átomos, influenciando propriedades como rigidez, condutividade térmica e difusão.
Resposta
O fator de empacotamento atômico,
, é a fração do volume da célula unitária ocupado pelas “esferas” atômicas, dado por
Ele indica o quão eficientemente os átomos estão organizados, ou seja, qual a densidade de empacotamento e quanto espaço vazio existe na estrutura cristalina.