Todos os minerais têm uma estrutura cristalina, isto é, formam cristais. Há alguns, é verdade, que são amorfos, ou seja, não possuem esse arranjo ordenado de átomos que caracteriza os cristais.
As estruturas cristalinas mais comuns em metais são:– CCC (cúbica de corpo centrado)– CFC (cúbica de face centrado)– HC (hexagonal compacta)
Substância Cristalina
Ao contrário das substâncias amorfas, como madeira, plásticos e vidros, as substâncias cristalinas possuem um arranjo ordenado dos átomos, íons ou moléculas que a constituem. Esse empilhamento regular dos átomos é que explica as faces planas dos cristais.
Os metais formam estruturas cristalinas nas quais os átomos estão dispostos de forma repetida ou periódica, apresentam ordem de longo alcance. A descrição das estruturas cristalinas representa os átomos como esferas rígidas que tocam os vizinhos mais próximos.
Minerais possuem estrutura cristalina, isto é, apresentam arranjo interno ordenado de seus átomos, íons ou moléculas, que por sua vez, constituem as unidades de repetição ou blocos de construção de um mineral. ... Isto é: a célula unitária representa a unidade fundamental de um mineral, sua menor parte.
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A estrutura atômica é a estrutura que contém os átomos, podendo ser cristalina ou amorfa. A a estrutura cristalina é uma estrutura molecular organizada, onde os átomos se organizam a partir de um padrão que repete continuamente ao longo do material.
As três redes de Bravais cúbicas formam o sistema cristalino cúbico. Há um total de 7 sistemas cristalinos distintos: cúbico, tetragonal, ortorrômbico, monoclínico, triclínico, trigonal (ou romboédrico) e hexagonal, cada um caracterizado por um conjunto de operações de simetria pontual.
Célula Unitária é o menor agrupamento de átomos no espaço possuindo a simetria do cristal que quando repetido em todas as direções resultará a estrutura cristalina original. Sistema Cristalino é a maneira como estão relacionadas as dimensões e ângulos das células unitárias. São sete os sistemas cristalinos possíveis.
Por que estudar? As propriedades da célula unitária, muitas vezes, define as propriedades do cristal inteiro. Ex: densidade, estequiometria, morfologia do cristal. formam um padrão repetitivo ao longo da estrutura tridimensional.
A maior parte dos elementos metálicos (cerca de 90%) cristaliza, ao solidificar, em três estruturas cristalinas compactas: cúbica de corpo centrado (CCC) (Figura 3.3a), cúbica de faces centradas (CFC) (Figura 3.3b) e hexagonal compacta (HC) (Figura 3.3c).
Sólidos cristalinos, ou cristais, são considerados “sólidos verdadeiros”. Minerais são sólidos cristalinos. Sal de cozinha é um exemplo desse tipo de sólido. Em sólidos cristalinos, os átomos, íons ou moléculas são dispostos em um padrão ordenado e simétrico que é repetido em todo o cristal.
Um 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.
Por definição um cristal é um material sólido, natural ou não, com arranjo cristalino ordenado, já mineralóide é definido como um material que preenche todos os outros requisitos para ser chamado de mineral, mas não possui estrutura cristalina interna.
Há sete sistemas cristalinos, chamados de: cúbico, tetragonal, ortorrômbico, hexagonal, trigonal, monoclínico e triclínico. Eles se subdividem em um total de 32 classes cristalinas.
Há apenas cinco retículos bidimensionais (planos) e 14 retículos tridimensionais (Bravais). Todas as estruturas cristalinas podem ser formadas com base em retículos de Bravais, atribuindo-se um átomo ou um conjunto de átomos a cada ponto do retículo.
– Cristalinos: compostos por átomos, moléculas ou íons arranjados de uma forma periódica em três dimensões. As posições ocupadas seguem uma ordenação que se repete para grandes distâncias atômicas (de longo alcance). – Amorfos: compostos por átomos, moléculas ou íons que não apresentam uma ordenação de longo alcance.
Os átomos de um metal estão ligados entre si por meio da chamada ligação metálica. Nela os átomos de um metal perdem elétrons (formando cátions do metal) e esses elétrons fazem com que os átomos do metal agrupem-se, formando uma estrutura cristalina cercada por um mar de elétrons .
Os defeitos, mesmo em concentrações muito pequenas, podem causar uma mudança significativa nas propriedades de um material. Sem a presença de defeitos: os dispositivos eletrônicos do estado sólido não existiriam. os metais seriam muito mais resistentes.
As imperfeições nas redes cristalinas são classificadas de acordo com a sua geometria e forma. Podem envolver uma irregularidade na posição dos átomos ou no tipo de átomos. O tipo e o número de defeitos dependem do material, do meio ambiente, e das circunstâncias sob as quais o cristal é processado.
Existem apenas 7 células unitárias (a menor unidade repetitiva que reproduz a estrutura de um cristal : triclínico, cúbico, monoclínico, ortorrômbico, tetragonal, trigonal e hexagonal, que definem os 7 sistemas cristalinos no espaço tridimensional.
No caso do CCC a direção <111> é de maior empacotamento, no CFC a direção <110> é de maior empacotamento e no HC o fator de empacotamento é mto baixo.
Uma célula unitária é escolhida para representar a simetria da estrutura cristalina, onde todas as posições de átomos no cristal podem ser geradas através de translações das distâncias integrais da célula unitária ao longo de cada uma das suas arestas.
Os materiais sólidos podem ser cristalinos ou amorfos. O conceito de estrutura cristalina está relacionado à organização dos átomos de forma geométrica. As estruturas cristalinas estão presentes em diversos materiais, em que os átomos distribuídos dentro de sua estrutura formam uma rede chamada retículo cristalino.
Mas qual é a estrutura cristalina do Al? O átomo Al possui estrutura cristalina Cúbica de Face Centrada (CFC).
Os sistemas cristalinos são 7 diferentes e se diferem entre si por seus lados iguais ou diferente e seus ângulos também iguais ou diferentes.
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