Quais dos seguintes sistemas (isto é, par de metais) você esperaria exibir uma solubilidade sólida total? Explique as suas respostas.
(b)
(b)
Passo 1
O enunciado pergunta se o par de metais magnésio e zinco
–
exibe solubilidade sólida total. Este é um problema de ligações metálicas e difusão sólida, que costuma ser analisado pelas regras de Hume-Rothery para soluções sólidas.
Passo 2
As quatro regras principais de Hume-Rothery para solubilidade sólida são:
- Diferença de raio atômico não deve exceder cerca de 15%.
- Mesma estrutura cristalina nas fases pura (por exemplo, ambas hexagonais compactas – hcp).
- Mesma valência ou valências semelhantes.
- Diferença de eletronegatividade pequena.
Passo 3
Cálculo da diferença de tamanho atômico:
Como
é maior que o limite aproximado de
, há tendência a sólida‐solubilidade limitada.
Passo 4
As demais regras de Hume-Rothery para
e
são satisfeitas:
- Ambas têm valência
. - Ambas cristalizam em estrutura hcp a baixas temperaturas.
- Eletronegatividades próximas (
, na escala de Pauling), diferença moderada.
Passo 5
Apesar de valência, estrutura e eletronegatividade favoráveis, a diferença de raio (>15%) impede solubilidade total. De fato, o diagrama de fases Mg–Zn mostra solubilidade limitada de
em
e vice-versa.
Resposta
O sistema Mg–Zn não apresenta solubilidade sólida total, mas apenas solubilidade limitada devido à diferença de tamanho atômico (>15%).