Diferencie as estruturas cristalinas CCC e CFC e cite exemplos.

Passo 1

O enunciado pede para diferenciar as estruturas cristalinas CCC (cúbica de corpo centrado) e CFC (cúbica de face centrada) e dar exemplos de materiais que cristalizam em cada uma. O conteúdo envolve geometria da cela‐unitária (posição dos átomos), número de coordenação e fator de empacotamento.

Passo 2

A estrutura CCC tem:
  • átomos nos oito vértices da cela‐unitária e mais um átomo no centro do cubo;
  • número de átomos efetivos por cela‐unitária
N = 8\times\frac18 + 1 = 2;
  • número de coordenação
\text{CN} = 8;
  • fator de empacotamento atômico (APF)
\text{APF} = \frac{2\cdot \frac{4}{3}\pi r^3}{a^3}\approx0,68;
Exemplos: ferro α ( \alpha-Fe), cromo (Cr), tungstênio (W).

Passo 3

A estrutura CFC tem:
  • átomos nos oito vértices da cela e em cada uma das seis faces (total de 6\times½ +8\times =4 átomos por cela);
  • número de coordenação
\text{CN} = 12;
  • fator de empacotamento atômico
\text{APF} = \frac{4\cdot \frac{4}{3}\pi r^3}{a^3}\approx0,74;
Exemplos: alumínio (Al), cobre (Cu), prata (Ag), ouro (Au), níquel (Ni).

Passo 4

Comparando CCC e CFC:
  • CFC é mais compacta que CCC \text{APF}_{\rm CFC}>\text{APF}_{\rm CCC};
  • CFC tem maior número de coordenação 12>8, logo maior densidade de contatos atômicos;
  • CCC é relativamente mais aberta e comum em metais de alta temperatura de fusão.

Resposta

CCC: cada cela tem átomos nos vértices e no centro, N=2, \text{CN}=8, \text{APF}\approx0,68; exemplos: \alpha-Fe, Cr, W.
CFC: cada cela tem átomos nos vértices e nas faces, N=4, \text{CN}=12, \text{APF}\approx0,74; exemplos: Al, Cu, Ag, Au, Ni.

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