Aula: 04
Temática: Cristalografia
A cristalografia é uma ciência relativamente recente. Foi Rene-Just
Hauy, que viveu nos finais do séc. XVIII princípios do séc. XIX, quem
conseguiu que a cristalografia se tornasse numa ciência matemática exata, a
partir da classificação de cristais de determinadas formas.
Christian Westfeld (1746-1823) definiu o conceito de célula unitária. Christian
Weiss
(1780-1856)
classificou
os
cristais
nos
diferentes
sistemas
cristalográficos que são atualmente utilizados. Os cristais formam-se com a
alteração da temperatura, no interior da superfície terrestre. A massa de
moléculas e de átomos funde e depois arrefece lentamente. À medida que se
dá esse arrefecimento, o átomo dispõe-se em estruturas simétricas. A estrutura
molecular unitária é a base que determina a forma do cristal.
Os cristais formam-se segundo a maneira como os seus átomos se ligam.
Estes átomos formam sempre os mesmos padrões geométricos, uma vez que
se dispõem sempre da mesma forma, a uma determinada temperatura. Um
cristal, tal como um padrão, tem de apresentar uma forma que se pode ampliar,
por repetição indefinida, em todas as direções. É por isso que as faces do
cristal só podem ter certas formas; apenas podem apresentar as simetrias dos
padrões.
Cristal
É um sólido no qual os constituintes, sejam eles átomos, moléculas ou íons,
estão organizados num padrão tridimensional bem definido, que se repete no
espaço, formando uma estrutura com uma geometria específica.
Em química e mineralogia, um cristal é uma forma da matéria na qual as
partículas constituintes estão agregadas regularmente, criando uma estrutura
cristalina que se manifesta macroscopicamente por assumir a forma externa de
um sólido de faces planas regularmente arranjadas, em geral com elevado grau
de simetria tridimensional.
QUÍMICA DOS MINERAIS
Embora a maioria das substâncias seja cristalina, algumas delas são amorfas1,
sendo designadas mineralóides.
Estrutura interna
As unidades constituintes dos cristais dispõem-se numa ordem tridimensional
que se vai repetindo. A unidade mais simples de um retículo é um
paralelepípedo conhecido como cela unitária. Estes paralelepípedos diferem
uns dos outros pelos comprimentos das várias arestas e pelos ângulos entre
elas; e podem possuir pontos adicionais nos centros das faces, ou ao longo
das diagonais espaciais, sendo deste modo chamado celas múltiplas. As
unidades estruturais, que estão dispostas no espaço sobre a estrutura reticular
de modo a formarem cristais, são átomos.
Em alguns casos, como nos elementos nativos, estes átomos não estão
carregados, mas frequentemente possuem cargas elétricas e são conhecidos
como íons.
Demonstraram-se várias maneiras de arrumação combinadas com o quartzo e
tipos diferentes de retículos que deram origem a 230 possíveis modos de
arranjo: os grupos espaciais.
A estrutura interna é afetada por fatores como: temperatura, pressão, natureza
da solução, velocidade de crescimento do cristal, tensão superficial e a direção
do movimento da solução.
As unidades estruturais de um cristal podem ser representadas sob a forma de
diagramas, por pontos reticulares ou nós.
A frequência com que uma dada face é observada num cristal é
aproximadamente proporcional ao número de nós que se encontram nela;
quanto maior o seu número mais comum é a face. Esta lei é conhecida como a
Lei de Bravais.
Lei de Steno da constância dos ângulos interfaciais
Os ângulos entre faces equivalentes de cristais da mesma substância,
medidos à mesma temperatura, são constantes. A medida dos ângulos diedros
dos cristais é feita com os instrumentos chamados Goniômetros2. Distinguimos:
1
2
Amorfa: que não tem forma determinada nem regular; não cristalizado.
O goniômetro é um instrumento destinado a medir ângulos.
QUÍMICA DOS MINERAIS
os goniômetros de aplicação que são usados somente aos cristais bem
desenvolvidos e com faces planas e os goniômetros de reflexão que permitem
o estudo de cristais muito pequenos, até de dimensões milimétricas.
Conhecemos nesta aula alguns conceitos dos cristais; em nossa
próxima aula aprofundaremos o assunto conhecendo a simetria dos cristais.
QUÍMICA DOS MINERAIS