Explique por que
hidretos intersticiais têm uma massa específica menor que a do metal que lhe deu origem;
hidretos intersticiais têm uma massa específica menor que a do metal que lhe deu origem;
Passo 1
O enunciado quer saber por que os hidretos intersticiais — formados quando átomos de hidrogênio se alojam nos sítios intersticiais de um metal — apresentam densidade menor que a do próprio metal. O conteúdo a usar é o conceito de densidade
e de expansão de rede cristalina ao incorporar átomos de hidrogênio.
Passo 2
Lembrando que densidade é definida como
onde
é a massa total do sólido e
é o volume que ele ocupa.
Passo 3
Quando o hidrogênio entra nos sítios intersticiais ele adiciona massa ao sistema, mas como cada átomo de H é muito leve (massa atômica de aproximadamente
) o acréscimo de massa
é pequeno. Por outro lado, para acomodar esses átomos o retículo metálico se expande, aumentando o volume em
, e esse aumento de volume costuma ser relativamente grande em comparação ao ganho de massa.
Passo 4
Assim, após a formação do hidreto intersticial a nova densidade fica
Como
é proporcional ao afastamento dos átomos de metal e cresce mais do que
, temos
Passo 5
Portanto, a expansão do retículo causada pelos átomos de hidrogênio é maior, em termos relativos, que o acréscimo de massa, resultando numa densidade final do hidreto intersticial inferior à densidade do metal original.
Resposta
A densidade do hidreto intersticial é menor porque a introdução de átomos de hidrogênio — cuja massa é muito pequena — provoca uma expansão significativa do volume do retículo metálico, e esse aumento volumétrico supera o ganho de massa, reduzindo assim
em relação ao metal puro.