A maioria dos materiais metálicos se expandem quando aquecidos. O Fe sofre uma transformação alotrópica em
e passa da estrutura CCC para a estrutura CFC. Verifique se na transformação o Fe se expande ou se contrai. Dados:
nm e
.
Passo 1
O ferro sofre transformação alotrópica a
de estrutura CCC para CFC. Foi dado o raio atômico em cada fase:
e
.
Para saber se há expansão ou contração, vamos calcular o volume atômico em cada rede cristalina e comparar.
Para saber se há expansão ou contração, vamos calcular o volume atômico em cada rede cristalina e comparar.
Passo 2
Na estrutura CCC (corpo-centrada) a diagonal do cubo vale
e corresponde a quatro raios atômicos. Assim,
Passo 3
O volume da célula unitária CCC é
Como há 2 átomos por célula, o volume por átomo é
Passo 4
Na estrutura CFC (face-centrada) a diagonal da face vale
e corresponde a quatro raios atômicos. Logo,
O volume da célula é
e como há 4 átomos por célula,
Passo 5
Comparando os volumes atômicos:
O volume por átomo diminui na CFC, ou seja, o ferro contrai na transformação.
Resposta
O ferro contrai.