Com base nas cargas iônicas e nos raios iônicos dados na Tabela 12.3 (Callister), estime as estruturas cristalinas para os seguintes materiais:
CaO ;
Tabela 12.3
Raios lônicos para Vários Cátions e Ânions para um Número de Coordenação de 6
Cátion
Raio Iônico (nm)
Ânion
Raio Iônico (nm)
\mathrm{Al}^{3+}
0,053
\mathrm{Br}^{-}
0,196
\mathrm{Ba}^{2+}
0,136
\mathrm{Cl}^{-}
0,181
\mathrm{Ca}^{2+}
0,100
\mathrm{F}^{-}
0,133
\mathrm{Cs}^{+}
0,170
\mathrm{I}^{-}
0,220
\mathrm{Fe}^{2+}
0,077
\mathrm{O}^{2-}
0,140
\mathrm{Fe}^{3+}
0,069
\mathrm{S}^{2-}
0,184
\mathrm{K}^{+}
0,138
\mathrm{Mg}^{2+}
0,072
\mathrm{Mn}^{2+}
0,067
\mathrm{Na}^{+}
0,102
\mathrm{Ni}^{2+}
0,069
\mathrm{Si}^{4+}
0,040
\mathrm{Ti}^{4+}
0,061
Passo 1
O enunciado pede para estimar a estrutura cristalina do óxido de cálcio (CaO) a partir das cargas iônicas e dos raios iônicos fornecidos na Tabela 12.3 do Callister. O conteúdo aqui é a regra da razão de raios (radius‐ratio rule), que relaciona a razão do raio do cátion pelo raio do ânion com o número de coordenação e, consequentemente, com o tipo de rede.
Passo 2
Identificamos na tabela os raios iônicos (para coordenação 6):
– Cátion: \mathrm{Ca}^{2+} com raio \;r_{+}=0,100\;\mathrm{nm}.
– Ânion: \mathrm{O}^{2-} com raio \;r_{-}=0,140\;\mathrm{nm}.
Passo 3
Calculamos a razão de raios \displaystyle \frac{r_{+}}{r_{-}}: