Cristaloquímica
Objetivos
O objectivo essencial da disciplina é dar formação em Química do Estado Sólido, complementando as noções de Cristalografia e assegurando as bases para a compreensão da Ciência e Engenharia dos Materiais.
Caracterização geral
Código
10408
Créditos
6.0
Professor responsável
João Pedro Botelho Veiga
Horas
Semanais - 5
Totais - 76
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
A disponibilizar brevemente
Bibliografia
Crystallography and Crystal Chemistry, F. Donald Bloss, Mineralogical Society of America (2000).
Crystallography and Crystal Defects, A. Kelly, K.M. Knowles, 2nd edition (2012). Wiley.
Solid State Chemistry. An Introduction, L. Smart & E. Moore (1992). Chapman & Hall.
Manual of Mineralogy. C. Klein, C. S. Hurlbut Jr. (1993). Wiley.
Structural Mineralogy, an introduction, J. Lima de Faria, Kluwer Academic Publishers (1994).
Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais. W. F. Smith (tradução de M. Emília Rosa, M. A. Fortes, L. Guerra-Rosa, M. Fátia Vaz). McGraw-Hill de Portugal, Lisboa.
Ciência e Engenharia de Materiais - Uma Introdução. W.D. Callister, D.G. Rethwisch, 8ª Edição (tradução de S.M.S. Soares), Rio de Janeiro, 2013.
Método de ensino
A disponibilizar brevemente
Método de avaliação
A disponibilizar brevemente
Conteúdo
1.Preâmbulo:
1. Noções de Cristalografia. Estrutura cristalina. Teoria da simetria. Simetria pontual. Grupos pontuais cristalográficos e propriedades físicas. Sistemas cristalográficos. Índices de Miller. Simetria translacional. Rede e célula unitária. Redes de Bravais. Grupos espaciais. Aplicação à descrição de estruturas cristalinas. Generalidades sobre a natureza atómica e os estados da matéria. Forças de coesão interatómica: ligação iónica, ligação covalente, ligação metálica e ligação de van der Waals. Outros estados de ligação em sólidos.
2. Raios dos átomos nos sólidos. Coordenação. Teorias do Campo Cristalino, das Orbitais Moleculares e dos Pseudo-potenciais. Energia reticular; polarização. Os princípios fundamentais da Cristaloquímica.
3. O conceito de tipo estrutural. Fórmulas cristaloquímicas. Sistemática das estruturas cristalinas inorgânicas. Caracterização e descrição sumária dos tipos estruturais mais comuns nos metais, ligas e compostos intermetálicos, óxidos e outros materiais com interesse tecnológico.
4. Variações composicionais em sólidos cristalinos: estequiometria e soluções sólidas; ordem-desordem nos cristais; corte cristalográfico iso- e hetero-composicional. Morfotropismo. Transformações estruturais em sólidos: generalidades sobre a influência da pressão e da temperatura em relação com a estrutura cristalina; polimorfismo. Difusão e exsolução. Implicações tecnológicas do controlo estrutural: depósitos epitáticos e transformações topotáticas.
5. Relações entre estrutura cristalina, constituição química e propriedades físicas - mecânicas, térmicas, ópticas, magnéticas e de transporte. Cristalinidade e dimensionalidade dos sólidos.