No estudo de materiais cerâmicos, o que são estruturas do tipo perovskita e espinélio? Indique como o número de coordenação auxilia na identificação da estrutura.

Passo 1

O enunciado pede que a gente explique o que são as estruturas cerâmicas do tipo perovskita e espinélio e mostre como o número de coordenação (o número de vizinhos mais próximos de um átomo) ajuda a identificá-las.

Passo 2

A estrutura tipo perovskita tem fórmula geral \mathrm{ABO}_3.
Nesse arranjo:
– O cátion A ocupa o sítio cúbico de maior volume e fica cercado por doze ânions oxigênio, ou seja, \mathrm{CN}_A=12.
– O cátion B fica no centro de um octaedro formado por seis ânions oxigênio, logo \mathrm{CN}_B=6.
Esse padrão dodecaédrico para A e octaédrico para B é típico de perovskitas como \mathrm{CaTiO}_3.

Passo 3

A estrutura tipo espinélio tem fórmula geral \mathrm{AB}_2\mathrm{O}_4.
Nesse caso:
– Os ânions oxigênio formam uma rede cúbica compacta.
– Um terço dos sítios tetraédricos é ocupado pelo cátion A, conferindo a ele \mathrm{CN}_A=4.
– Metade dos sítios octaédricos é ocupada pelo cátion B, dando \mathrm{CN}_B=6.
Exemplo clássico: \mathrm{MgAl}_2\mathrm{O}_4.

Passo 4

O número de coordenação indica quantos ligantes (oxigênios) cercam cada cátion e, portanto, o tipo de poliedro (tetraédrico, octaédrico, dodecaédrico).
Medindo \mathrm{CN} por difração de raios X ou espectroscopia, podemos distinguir facilmente se temos perovskita \mathrm{CN}_A=12, \mathrm{CN}_B=6 ou espinélio \mathrm{CN}_A=4, \mathrm{CN}_B=6.

Resposta

Perovskita: estrutura cúbica \mathrm{ABO}_3 em que A é 12-coordenado e B é 6-coordenado.
Espinélio: estrutura cubic close‐packed de oxigênio \mathrm{AB}_2\mathrm{O}_4 em que A é 4-coordenado (tetraédrico) e B é 6-coordenado (octaédrico).
O número de coordenação serve justamente para identificar qual poliedro cada cátion forma e, assim, Diferenciar perovskita de espinélio.

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