Defina “liga isomorfa” e dê um exemplo.

Passo 1

O que o enunciado pede:
  • Definir claramente o termo “liga isomorfa”.
  • Dar um exemplo concreto de uma liga isomorfa.
Informações dadas:
  • Apenas o pedido acima; não há dados numéricos ou imagem a usar.

Passo 2

Definição direta e explicação das palavras chave.
Uma “liga isomorfa” é uma liga metálica em que os dois (ou mais) elementos formam entre si uma solução sólida na qual a estrutura cristalina permanece a mesma para todas (ou para uma grande faixa de) composições. Em outras palavras, os átomos do elemento B substituem (ou ocupam os mesmos sítios que) os átomos do elemento A no retículo cristalino, sem mudar o tipo de rede cristalina.
Explicando termo a termo, com calma:
  • “Liga”: mistura metálica de dois ou mais elementos.
  • “Isomorfa”: “iso” = igual, “morfa” = forma — ou seja, mesma forma/estrutura cristalina.
  • “Solução sólida”: fase única sólida em que átomos diferentes estão distribuídos numa mesma rede cristalina.

Passo 3

Por que algumas misturas são isomorfas — regras práticas (Hume‑Rothery) e como checar no exame.
Para que dois metais formem uma liga isomorfa com facilidade, costuma-se verificar quatro condições práticas (regras de Hume‑Rothery):
  1. Tamanho atômico parecido: a diferença percentual dos raios atômicos deve ser pequena, tipicamente \lesssim15\%.
    • Fórmula útil para a diferença de tamanho:
    \Delta r(\%)=\frac{|r_A-r_B|}{r_A}\times100\%.Neste cálculo pode-se usar r_A como o raio do elemento de referência.
  2. Mesma estrutura cristalina (por exemplo, ambos face‑centred cubic — FCC).
  3. Eletronegatividades parecidas (diferenças grandes favorecem compostos iônicos/intermetálicos em vez de solução sólida).
  4. Valências semelhantes ajudam a aumentar a solubilidade.
No exame, um caminho rápido para decidir: verificar a estrutura cristalina (tabela ou conhecimento básico), comparar os raios atômicos (calcular \Delta r(\%)) e checar se não há forte diferença de eletronegatividade ou tendência a formar compostos estáveis.

Passo 4

Mecanismo físico simples e consequências observáveis.
Como funciona microscopicamente:
  • Em uma liga isomorfa do tipo substitucional, átomos do elemento B ocupam os mesmos sítios que os átomos de A no retículo.
  • A rede cristalina permanece a mesma, mas o parâmetro de rede (distância entre átomos) pode variar continuamente com a composição.
  • Propriedades macroscópicas (resistência, condutividade, cor) mudam de forma contínua com a composição da solução sólida.
Regra prática adicional que aparece em provas: quando a variação do parâmetro de rede é aproximadamente linear com a fração molar, chama‑se comportamento próximo à Lei de Vegard — isso confirma a existência de solução sólida contínua.

Passo 5

Exemplo concreto e verificação passo a passo.
Escolho a liga cobre–níquel como exemplo clássico: \text{Cu–Ni}.
Por que é isomorfa:
  • Estruturas cristalinas: ambos são FCC (face‑centred cubic).
  • Raios atômicos (valores típicos aproximados): \text{Cu}:128\,\text{pm}, \text{Ni}:125\,\text{pm}.
  • Calculando a diferença de tamanho:
\Delta r(\%)=\frac{|128-125|}{128}\times100\%\approx2{,}34\%\!,
que é bem menor que 15\%.
  • Eles têm eletronegatividades e valências comparáveis e não formam compostos intermetálicos estáveis dominantes nesse sistema.
Resultado: \text{Cu} e \text{Ni} formam uma série contínua de solução sólida (liga isomorfa) para praticamente toda a faixa de composições — ou seja, misturam‑se homogênea e cristalograficamente, sem mudança de fase.
Observação prática: ligas comumente chamadas de Monel (principalmente Ni–Cu) também ilustram aplicações industriais dessas soluções sólidas.

Passo 6

Como responder num exame de forma curta e segura.
Formato recomendado para a resposta escrita em prova:
  1. Definição curta: uma frase dizendo que é uma solução sólida na qual a estrutura cristalina permanece a mesma.
  2. Dois critérios rápidos: mesma estrutura cristalina e diferença de raio atômico \lesssim15\%.
  3. Exemplo e uma pequena verificação numérica (mostrar \Delta r(\%) ou citar a mesma estrutura).
Isso demonstra conceito, critério e capacidade de checar com dados — o que costuma garantir pontuação plena.

Passo 7

Resumo e incentivo
Recapitulando em poucas palavras: liga isomorfa = solução sólida com mesma estrutura cristalina; verifique estrutura e diferença de raio atômico; exemplo clássico: \text{Cu–Ni}. Tu já tem o roteiro para identificar outros casos — manda ver na prova, tu consegue!

Resposta

Definição: Uma liga isomorfa é uma solução sólida em que os elementos presentes mantêm a mesma estrutura cristalina ao longo (ou em grande faixa) das composições, isto é, átomos de um elemento substituem diretamente os do outro na mesma rede cristalina.
Exemplo: \text{Cu–Ni} (cobre–níquel), que forma solução sólida contínua e ambos têm estrutura FCC; a diferença de raios atômicos é \approx2{,}34\%, bem abaixo de 15\%.

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