Exercícios Resolvidos de Defeitos Substitucional

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Enunciado

A seguir, estão tabulados o raio atômico, a estrutura cristalina, a eletronegatividade e as valências mais comuns para vários elementos; para aqueles que não são metais, apenas os raios atômicos estão indicados.

Com quais desses elementos seria esperada a formação do seguinte tipo de composto com o cobre:

  1. Uma solução sólida substitucional com solubilidade completa?
  2. Uma solução sólida substitucional com solubilidade incompleta?
  3. Uma solução sólida intersticial?

Passo 1

  1. Uma solução sólida substitucional com solubilidade completa ocorre quando: (1) a diferença nos raios atômicos entre o Cu e o outro elemento deve ser menor que ±15%; (2) estrutura cristalina do soluto e do solvente igual; (3) as eletronegatividades devem ser semelhantes em os átomos de soluto e solvente; (4) e as valências devem ser as mesmas, ou próximas.
  2. Abaixo segue a tabela destacando esses critérios para os vários elementos:

    Nota-se na tabela acima que os elementos Ni, Pd e Pt formam uma solução sólida substitucional com solubilidade completa pois apresentam raio atômico com diferença menor do que ±15% em relação ao cobre, mesma estrutura cristalina, diferença de eletronegatividade igual ou próxima ao do cobre e valência igual.

    O Co e o Fe possuem transformações alotrópicas da estrutura cristalina para CFC, em temperaturas elevadas, portanto nestas temperaturas o Co e o Fe formam uma solução sólida substitucional com o cobre.

    Passo 2

  3. Para formar uma solução sólida substitucional de solubilidade incompleta os elementos devem possuir: estrutura cristalina diferente e/ou raio atômico maior do que o cobre e/ou valências diferentes. Portanto os elementos que formam uma solução sólida substitucional com solubilidade incompleta com o cobre são: Ag, Al, Co, Cr, Fe e Zn.
  4. Abaixo segue a tabela destacando-se esses elementos.

    Passo 3

  5. C, H e O formam solução sólida intersticial, pois apresentam raios atômicos significativamente menores do que o raio atômico do Cu. Logo esses elementos ocuparão os interstícios na rede cristalina do Cu.

Abaixo segue a tabela destacando-se esses elementos.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)