Aula prática Quimica e ciência dos materiais – A1_Estruturas Cristalinas e sistemas cristalinos

Aula prática Quimica e ciência dos materiais

“ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Unidade: U3_ESTRUTURAS CRISTALINAS
Aula: A1_ESTRUTURAS 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 on-line 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: https://crystalwalk.herokuapp.com/
EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)
Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS
Procedimento/Atividade 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.
Público3
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.
Público4
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.
Público5
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.
Público6
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”.
Público7
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).
Público8
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.
Público9
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.
Público10
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”.
Público11
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”.
Público12
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.
Público13
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.
Público14
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”.
Público15
Feito isso, clique em “CLIQUE PARA ADICIONAR UM NOVO ÁTOMO EM SEU MOTIVO”.
Dentre os elementos químicos, escolha o Níquel (Ni).
Público16
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.
Público17
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Descrição (em abnt) das referências utilizadas”

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