Os materiais cerâmicos são amplamente utilizados no cotidiano. Por isso, faz-se imprescindível o conhecimento rigoroso das possíveis imperfeições presentes nos compostos cerâmicos e suas nuances. Dentre estas, tem-se o defeito Schottky, o defeito Frenkel, as impurezas e a estequiometria. A seguir, assinale a alternativa correta: A estequiometria de uma estrutura cristalina de cloreto de sódio NaCl é 2:1, isto é, há 2 mols de íons de sódio metálico para cada mol de íons cloreto. A quantidade dos defeitos nos cristais de compostos cerâmicos, assim como nos materiais metálicos, não depende da temperatura. O defeito de Schottky é considerado uma vacância ou lacuna gêmea de dois ânions em que a neutralidade não é mantida. A falta da estequiometria pode ocorrer para alguns materiais cerâmicos e ainda assim manter o balanço de cargas equilibrado, como é o caso do óxido de ferro (wustita). As impurezas, diferentemente dos demais defeitos, não devem satisfazer o balanço de cargas dentro do retículo.
Passo 1
Vamos começar resumindo o que a questão está falando. Ela fala sobre os defeitos que podem aparecer nos materiais cerâmicos, especificamente mencionando defeitos como Schottky, Frenkel, impurezas e estequiometria. A matéria envolvida aqui é a estrutura cristalina dos materiais cerâmicos e como esses defeitos influenciam suas propriedades. Para resolver essa questão, precisamos entender o que cada tipo de defeito significa e como eles afetam a estrutura e a neutralidade das cargas no cristal.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar a estoquiometria na estrutura cristalina do cloreto de sódio (NaCl). A estoquiometria indica a proporção de íons na estrutura. No NaCl, temos uma relação 1:1 entre íons de sódio (Na⁺) e íons de cloreto (Cl⁻), ou seja, há 1 mol de íons de sódio para cada mol de íons cloreto. Portanto, a afirmação de que a estequiometria é 2:1 está incorreta.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre os defeitos cristalinos e sua relação com a temperatura. Defeitos como vacâncias e intersticiais geralmente aumentam com a temperatura porque mais átomos têm energia para se moverem na estrutura. A afirmação na questão diz que a quantidade de defeitos não depende da temperatura, o que está errado.
Passo 4
O defeito de Schottky envolve a ausência de pares de íons (um cátion e um ânion) na estrutura cristalina. Isso significa que para cada íon de sódio que falta, também falta um íon de cloreto, mantendo assim a neutralidade elétrica. A afirmação na questão diz que a neutralidade não é mantida, o que está incorreto.
Passo 5
Vamos agora falar sobre a falta de estequiometria. Em alguns materiais cerâmicos, é possível ter desvios na proporção ideal de íons sem comprometer o balanceamento das cargas elétricas. Um exemplo disso é o óxido de ferro (wustita), onde a falta de oxigênio é compensada pela presença de mais íons de ferro, mantendo a neutralidade.
Passo 6
Por último, sobre as impurezas, elas geralmente introduzem novos íons na estrutura que devem balancear as cargas para manter a neutralidade do cristal. A afirmação de que as impurezas não satisfazem o balanço de cargas está errada.
Resposta
A alternativa correta é:
D) A falta da estequiometria pode ocorrer para alguns materiais cerâmicos e ainda assim manter o balanço de cargas equilibrado, como é o caso do óxido de ferro (wustita).