Química e Ciência dos Materiais

Público QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS Roteiro Aula Prática 2 Público ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U3ESTRUTURAS CRISTALINAS Aula A1ESTRUTURAS CRISTALINAS E SISTEMAS CRISTALINOS OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Compreender o ordenamento atômico de materiais que apresentam estrutura cristalina do tipo cúbica simples cúbica de corpo centrado e cúbica de face centrada INFRAESTRUTURA Instalações Materiais de consumo Equipamentos LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA Equipamentos Computador com acesso à internet 1 unid 1 aluno SOLUÇÃO DIGITAL O CrystalWalk software livre que pode ser utilizado online e em dispositivos como computadores tablets e smartphones Por meio dele é possível construir estruturas cristalinas passo a passo e ver sua estrutura em imagens tridimensionais com comandos que possibilitam escolher estruturas básicas e os átomos que entrarão em sua composição Link httpscrystalwalkherokuappcom EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL EPI Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPIs PROCEDIMENTOS PRÁTICOS ProcedimentoAtividade nº 1 CONSTRUÇÃO DE CÉLULA UNITÁRIA DO TIPO CS CCC E CFC Atividade proposta Construir células unitárias e compreender como os átomos estão dispostos em estruturas cristalinas do tipo CS CCC e CFC na formação de materiais 3 Público Procedimentos para a realização da atividade Em seu AVA você irá encontrar o link do software CrystalWalk A partir do acesso ao software segue o procedimento a ser realizado para o desenvolvimento da atividade Ao acessar o link uma tela inicial do software abrirá semelhante à tela a seguir O software é desenvolvido com o idioma principal em inglês Contudo é possível realizar com o auxílio do navegador a tradução para o português esse processo facilitará a utilização do software para a construção das células unitárias E ainda para se familiarizar com o software navegue por ele explore a função de cada botão os recursos disponíveis e quais possibilidades o software oferece para ser possível uma experiência além do proposto na atividade prática Essa atividade prática propõe a construção de 3 células unitárias do tipo cúbica CS CCC e CFC mas o software pode desenvolver qualquer uma das células que constituem as Redes de Bravais Para dar início à atividade prática vamos começar pela estrutura cristalina cúbica simples CS Estrutura cristalina cúbica simples CS Essa estrutura é composta por um átomo em cada vértice da célula unitária do tipo cúbica Assim o primeiro passo é clicar em Bravais Lattice Editor no canto superior à direita 4 Público Ao clicar sobre esse tópico uma coluna a direita aparecerá para serem colocadas as informações da célula que será construída Para escolher a estrutura CS clicar em ESCOLHA UMA REDE no canto superior à direita 5 Público Clique sobre a estrutura cúbica simples Note que um cubo irá aparecer no centro da tela Aumente a célula com o auxílio do mouse deslizando para cima Se estiver utilizando notebook o mousepad também desempenha a mesma função com o movimento de ampliação com os dedos 6 Público Note que a estrutura cristalina cúbica simples CS já está formada com os elementos em cada um dos vértices Dentre os metais o Polônio é o único que cristaliza nessa estrutura Então para utilizar esse elemento na CS clique em EDITOR DE MOTIVOS Feito isso clique em CLIQUE PARA ADICIONAR UM NOVO ÁTOMO EM SEU MOTIVO 7 Público Dentre os elementos químicos escolha o Polônio Po Na parte inferior da tabela clique na opção 0 A estrutura para esse composto irá aparecer para a célula unitária para o cristal e em cada um dos eixos cartesianos do espaço 8 Público Tire um print do cristal para apresentar em seu relatório com as informações da estrutura Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado CCC Essa estrutura é composta por um átomo em cada vértice da célula unitária do tipo cúbica mais um átomo inteiro no centro da célula ou seja em seu interior Assim o primeiro passo é clicar em Bravais Lattice Editor no canto superior à direita Ao clicar sobre esse tópico uma coluna a direita aparecerá para serem colocadas as informações da célula que será construída 9 Público Para escolher a estrutura CCC clicar em ESCOLHA UMA REDE no canto superior à direita Clique sobre a estrutura cúbica corpo centrado Note que um cubo irá aparecer no centro da tela 10 Público Aumente a célula com o auxílio do mouse deslizando para cima Se estiver utilizando notebook o mousepad também desempenha a mesma função com o movimento de ampliação com os dedos Note que a estrutura cristalina cúbica de corpo centrado CCC já está formada com os elementos em cada um dos vértices Dentre os metais o Lítio cristaliza nessa estrutura Então para utilizar esse elemento na CCC clique em EDITOR DE MOTIVOS 11 Público Feito isso clique em CLIQUE PARA ADICIONAR UM NOVO ÁTOMO EM SEU MOTIVO Dentre os elementos químicos escolha o Lítio Li Na parte inferior da tabela clique na opção 0 12 Público A estrutura para esse composto irá aparecer para a célula unitária para o cristal e em cada um dos eixos cartesianos do espaço Tire um print do cristal para apresentar em seu relatório com as informações da estrutura Estrutura cristalina cúbica de face centrada CFC Essa estrutura é composta por um átomo em cada vértice da célula unitária do tipo cúbica mais um átomo em cada face da célula Assim o primeiro passo é clicar em Bravais Lattice Editor no canto superior à direita Ao clicar sobre esse tópico uma coluna a direita aparecerá para serem colocadas as informações da célula que será construída 13 Público Para escolher a estrutura CFC clicar em ESCOLHA UMA REDE no canto superior à direita Clique sobre a estrutura cúbica de face centrada Note que um cubo irá aparecer no centro da tela 14 Público Aumente a célula com o auxílio do mouse deslizando para cima Se estiver utilizando notebook o mousepad também desempenha a mesma função com o movimento de ampliação com os dedos Note que a estrutura cristalina cúbica de face centrada CFC já está formada com os elementos em cada um dos vértices Dentre os metais o Níquel cristaliza nessa estrutura Então para utilizar esse elemento na CFC clique em EDITOR DE MOTIVOS 15 Público Feito isso clique em CLIQUE PARA ADICIONAR UM NOVO ÁTOMO EM SEU MOTIVO Dentre os elementos químicos escolha o Níquel Ni 16 Público Na parte inferior da tabela clique na opção 0 A estrutura para esse composto irá aparecer para a célula unitária para o cristal e em cada um dos eixos cartesianos do espaço Tire um print do cristal para apresentar em seu relatório com as informações da estrutura Checklist Acessar seu AVA Clicar no link do software CrystalWalk Construir a estrutura CS Construir a estrutura CCC Construir a estrutura CFC RESULTADOS Resultados de Aprendizagem Como resultados dessa prática será possível compreender visualmente como ocorre o ordenamento atômico em estruturas cristalinas do tipo cúbica CS CCC e CFC ESTUDANTE VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática Ao final dessa aula prática você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento as células cristalinas em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb 17 Público REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Descrição em abnt das referências utilizadas NOME DA FACULDADE NOME DO ALUNO ESTRUTURAS CRISTALINAS E SISTEMAS CRISTALINOS CIDADE 2025 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO2 2 OBJETIVOS3 21 OBJETIVO GERAL3 22 OBJETIVO ESPECÍFICOS3 3 RESULTADOS4 4 CONCLUSÃO6 5 REFERÊNCIAS7 2 1 INTRODUÇÃO Os materiais sólidos podem apresentar diferentes formas de organização de seus átomos o que influencia diretamente suas propriedades físicas e químicas Entre essas formas destacamse as estruturas cristalinas nas quais os átomos se organizam de maneira ordenada e periódica no espaço formando padrões tridimensionais bem definidos O estudo das estruturas cristalinas é essencial para a compreensão do comportamento dos materiais especialmente na engenharia na física e na química dos materiais Nesta atividade prática realizada por meio do software CrystalWalk foi possível visualizar e construir células unitárias de diferentes tipos de estruturas cristalinas cúbicas cúbica simples CS cúbica de corpo centrado CCC e cúbica de face centrada CFC Essa simulação permitiu compreender de forma mais clara o arranjo dos átomos em cada tipo de estrutura bem como a relação entre a disposição atômica e as propriedades dos materiais que cristalizam nessas formas como o polônio o lítio e o níquel 3 2 OBJETIVOS 21 OBJETIVO GERAL Compreender o ordenamento atômico e as principais características das estruturas cristalinas do tipo cúbica simples CS cúbica de corpo centrado CCC e cúbica de face centrada CFC por meio da utilização do software CrystalWalk para a construção e visualização de células unitárias tridimensionais 22 OBJETIVO ESPECÍFICOS Identificar e diferenciar os tipos de estruturas cristalinas cúbicas CS CCC e CFC Utilizar o software CrystalWalk para construir modelos tridimensionais de células unitárias Observar a disposição dos átomos em cada tipo de estrutura cristalina e compreender suas particularidades geométricas 4 3 RESULTADOS Figura 1 Tela inicial do site CrystalWalk Fonte CrystalWalk 2025 Figura 2 Estrutura cristalina cúbica simples CS do Polônio Po Fonte CrystalWalk 2025 5 Figura 3 Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado CCC do Lítio Li Fonte CrystalWalk 2025 Figura 4 Estrutura cristalina cúbica de face centrada CFC do Níquel Ni Fonte CrystalWalk 2025 6 4 CONCLUSÃO A realização da atividade prática utilizando o software CrystalWalk possibilitou uma compreensão mais clara e visual do arranjo atômico em materiais com estruturas cristalinas cúbicas A construção das células unitárias dos tipos cúbica simples CS cúbica de corpo centrado CCC e cúbica de face centrada CFC permitiu observar as diferenças na disposição dos átomos e entender como essas variações estruturais influenciam as propriedades físicas dos materiais Por meio da simulação foi possível identificar que o Polônio apresenta estrutura cúbica simples o Lítio cristaliza na forma cúbica de corpo centrado e o Níquel possui estrutura cúbica de face centrada Essas diferenças estruturais estão diretamente relacionadas à densidade ductilidade e resistência mecânica de cada material Dessa forma a prática contribuiu para consolidar os conhecimentos teóricos sobre estruturas cristalinas permitindo compreender a importância da organização atômica na determinação das propriedades e aplicações tecnológicas dos materiais 7 5 REFERÊNCIAS Roteiro de Aula Prática Estruturas Cristalinas e Sistemas Cristalinos Disciplina Química e Ciência dos Materiais Material didático institucional CRYSTALWALK Simulador de estruturas cristalinas Disponível em httpscrystalwalkherokuappcom Acesso em 23 out 2025 CALLISTER William D RETHWISCH David G Ciência e Engenharia de Materiais uma Introdução 10 ed Rio de Janeiro LTC 2018