Tipos básicos de estrutura cristalina
Descrição
Compreender o arranjo dos átomos em um cristal é fundamental para o estudo da ciência dos materiais. As estruturas cristalinasdeterminam muitas das propriedades físicas dos materiais, inclusive sua resistência, condutividade e características ópticas. Esta postagem do blog fala sobre os vários tipos de estruturas cristalinas e o conceito derede.
Tipos de estruturas cristalinas
Os cristais podem ser classificados em vários tipos com base em seu arranjo atômico. As classificações mais comuns incluem:
Sistema cúbico de cristais
O sistema cúbico é uma das estruturas cristalinas mais simples e simétricas. Ele apresenta três eixos iguais que se cruzam em ângulos retos.
Sistema de cristais tetragonais
No sistema tetragonal, dois eixos têm o mesmo comprimento, enquanto o terceiro é mais longo ou mais curto, mantendo ângulos de 90 graus entre eles.
Sistema cristalino ortorrômbico
O sistema ortorrômbico consiste em três eixos de comprimentos diferentes, todos se cruzando em ângulos retos.
Sistema cristalino hexagonal
Os cristais hexagonais têm quatro eixos: três no mesmo plano a 120 graus um do outro e um perpendicular ao plano.
Sistema de cristais trigonais
Semelhante ao sistema hexagonal, o sistema trigonal tem três eixos em um plano, mas difere na simetria e no arranjo atômico.
A rede nas estruturas cristalinas
Uma rede é um arranjo tridimensional repetitivo de pontos no espaço, representando as posições dos átomos em um cristal. A estrutura fornece o arcabouço sobre o qual a estrutura cristalina é construída. Entender a estrutura é fundamental para determinar as propriedades do material.
Célula unitária
A menor unidade de repetição em uma rede é chamada de célula unitária. Ela define a simetria e a estrutura de todo o cristal.
Redes de Bravais
Há 14 redes de Bravais distintas, cada uma representando uma combinação exclusiva de parâmetros de rede e simetrias no espaço tridimensional.
Número de coordenação
O número de coordenação refere-se ao número de átomos vizinhos mais próximos em torno de um átomo central na rede. Ele influencia a estabilidade e as características de ligação do cristal.
Comparação de estruturas cristalinas
|
Sistema cristalino |
Número de eixos |
Comprimentos dos eixos |
Ângulos entre eixos |
|
Cúbico |
3 |
Igual |
90° |
|
Tetragonal |
3 |
Dois iguais, um diferente |
90° |
|
Ortorrômbico |
3 |
Todos diferentes |
90° |
|
Hexagonal |
4 |
Três iguais, um diferente |
120° no plano, 90° na vertical |
|
Trigonal |
3 |
Todos iguais ou diferentes |
120° no plano, 90° na vertical |
Perguntas frequentes
O que determina o tipo de estrutura cristalina que um material terá?
O tipo de estrutura cristalina é determinado pelo tamanho, carga e preferências de ligação dos átomos ou íons que formam o cristal. Esses fatores influenciam a forma como os átomos se organizam para obter a configuração mais estável.
Como a estrutura afeta as propriedades de um material?
A estrutura determina a simetria e o espaçamento dos átomos dentro do cristal, o que, por sua vez, afeta propriedades como condutividade elétrica, dureza e comportamento óptico.
Um único elemento pode formar diferentes estruturas cristalinas?
Sim, muitos elementos podem se cristalizar em diferentes estruturas sob condições variáveis de temperatura e pressão. Por exemplo, o carbono pode formar tanto o diamante quanto o grafite, que têm estruturas e propriedades cristalinas distintas.
Por que os diagramas são importantes no estudo das estruturas cristalinas?
Os diagramas fornecem uma representação visual do arranjo atômico, facilitando a compreensão e a análise da simetria, da ligação e da geometria geral do cristal.
Qual é o significado da célula unitária em uma estrutura cristalina?
A célula unitária é o bloco de construção básico de uma estrutura cristalina. Ao repetir a célula unitária em três dimensões, toda a estrutura do cristal é formada. A compreensão da célula unitária ajuda a prever as propriedades e o comportamento do material.
