CRISTALOGRAFIA

1. CRISTALOGRAFIA

2. CRISTALOGRAFIAProf. Msc. Marcelo José Della Mura Janniniemail: marcelo.jannini@puc-campinas.edu.brftp: marcelo.jannini

3. Cristais de neve

4. Histórico René Just Haüy - Saint-Just-en-Chaussée (28 de fevereiro de 1743 – 3 de junho de 1822) Pioneiro no estudo da geometria dos cristais! Fragmentos de calcita não aleatórios: obedeciam uma lei geométrica relação geométrica dos cristais de calcita Leis de Haüy

5. Ficha técnica - mineralógica calcita Durezana escala de Mohs: 3.Peso específico: 2,6 - 2,8.Cor: transparente, branco, outros.Cor do traço: branco.Brilho: vítreo.Cristais: hexagonal.Fratura: muito bem nas três direções.Origem: hidrotermal, sedimentário.Etimologia: do latim Calx, cal queimada.Reage fortemente com ácido clorídrico. A chamada água dura, é uma água encontrada em regiões ricas em calcita contendo uma alta concentração de cálcio. Se a concentração for muito alta, a água não faz espuma em contato com o sabão.

6. Christian Westfeld (1746 - 1823) definiu o conceito de célula unitária.

7. Christian Weiss (1780 - 1856) classificou os cristais nos diferentes sistemas cristalográficos que são atualmente utilizados.

8. Definição de Cristalografia É a ciência experimental que tem como objeto de estudo a disposição dos átomos em sólidos. É também a ciência experimental que estuda o cristal, ou cristais. Definição de Cristal Cristal: qualquer sólido com estrutura interna ordenada, possua ele ou não faces externas. De uma forma mais ampla: um sólido homogêneo possuindo ordem interna tridimensional que, sob condições favoráveis, pode manifestar-se externamente por superfícies limitante, planas e lisas.

11. MATÉRIA • Abordagem geral sobre a constituição da matéria: • Constituída por partículas subatômicas. • Abordagem cristalográfica: • “Edifício” de partículas materiais (átomos, íons poliatômicos • ou moléculas).

12. Estados físicos da matéria Três tipos de agregação das partículas Três leis de comportamentos distintos da matéria três estados físicos da matéria • Gases: • átomos ou moléculas bem • separadas; • organização aleatória; • translação retilínea; • alteração de movimento por deflexão • causada pela colisões acidentais; • pressão aumenta com temperatura • Líquidos: • fluidez sob ação de tensões • tangenciais (forma variável); • sup. livre e expansibilidade limitada; • baixa compressibilidade;

13. Estados físicos da matéria O ESTADO SÓLIDO • Estado cristalino (estado cristalino) • Em relação aos líquidos: • menor agitação molecular; • baixa fluidez! • Em relação aos sólidos: • - ordenação regular de átomos e moléculas • no espaço; • posição média definida • (pequenas oscilações); • - sensíveis às transformações de estado; • - descontinuidade nos valores de • propriedades físicas; • Estado vítreo (estado amorfo) • Em relação aos líquidos: • menor agitação molecular; • baixa fluidez! • Em relação aos sólidos: • distribuição irregular das moléculas; • insensíveis às transformações de • estado; • sem descontinuidade nos valores de • propriedades físicas quando • aquecidos.

14. Sólido amorfo Sólido amorfo, material amorfo ou substância amorfa é a designação dada à estrutura que não têm ordenação espacial a longa distância (em termos atómicos), como os sólidos regulares. É geralmente aceito como o oposto de estrutura cristalina. As substâncias amorfas não possuem estrutura atômica definida. Algumas substâncias comuns no dia-a-dia são amorfas,como o vidro, o poliestireno e até mesmo o algodão-doce Sólido cristalino A estrutura cristalina de um sólido é a designação dada ao conjunto de propriedades que resultam da forma como estão espacialmente ordenados os átomos ou moléculas que o constituem.

15. Estados físicos da matéria Curva de variação da temperatura em função do tempo para um vidro (à esquerda) e um cristal (à direita)

16. Estados físicos da matéria Curvas de variação do calor específico (Cp) com a temperatura para um cristal à esquerda e para o vidro à direita.

22. PROPRIEDADES FÍSICAS Relação entre grandezas associadas suscetíveis de medição: • Propriedades expressas por grandezas escalares • Capacidade calorífica: relação entre calor cedido a um corpo e o • aumento da temperatura do mesmo; • Q = Cp/Δt • 2. Massa específica: relação entre a massa e o volume de um corpo: • d = m/V • Exemplos: • 1. Capacidade calorífica do gelo: 0,55 cal/g oC • 2. Massa específica do quartzo: 2,65 g/cm3

23. PROPRIEDADES FÍSICAS • Propriedades expressas por grandezas vetoriais ou direcionais: os valores dessas propriedades variam de acordo com a direção considerada. • Condutibilidade térmica: medida da facilidade/dificuldade de um corpo conduzir calor. • kcal/h *m* ºC • Exemplo: A condutibilidade térmica de um cristal de quartzo é • 40% maior no sentido de suas arestas do que perpendicularmente a suas faces aresta face Quando numa substância, uma dada propriedade direcional manisfesta efetivamente valores variáveis com a direção, tal substância é ANISOTRÓPICA.

24. PROPRIEDADES FÍSICAS Escalares Contínuas Propriedades físicas Direcionais Descontínuas Propriedades físicas direcionais contínuas: propriedades que são representadas por quadráticas (geralmente elipsóides). Ex: dilatação térmica, propriedades ópticas, condutibilidade térmica e elétrica. Propriedades físicas direcionais descontínuas: propriedades que se afastam de uma representação quadrática. São representadas por um feixe descontínuo de direções. Ex: dureza, clivagem, difração de raios-x, velocidade de crescimento de faces cristalinas, etc...

25. PROPRIEDADES FÍSICAS DIRECIONAIS Superfície representativa da dilatação térmica, na calcite. Os coeficientes principais de dilatação térmica linear são: αz=23,6 X 10-6 (°C)-1, αx= αy= -5,3 X 10-6(°C)-1 DIRECCIONAL CONTÍNUA OU DESCONTÍNUA ?

26. PROPRIEDADES FÍSICAS DIRECIONAIS O elipsóide resultante da deformação de uma esfera de calcite por aquecimento. DIRECCIONAL CONTÍNUA OU DESCONTÍNUA ?

27. PROPRIEDADES FÍSICAS DIRECIONAIS onde (em unidades do SI): E é o módulo de Young, medido em pascal. F é a força medida em Newton. A é a área da secção através da qual é exercida a tensão, e mede-se em metros quadrados. x é a extensão, o incremento na longitude, medido em metros. l é o comprimento inicial medido em metros. Módulo de Young (E): é um parâmetro mecânico que proporciona uma medida da rigigez de um material sólido. Obtém-se da razão entre a tensão (ou pressão) exercida e a deformação unitária sofrida pelo material.

28. SUPERFÍCIE REPRESENTATIVA DO MÓDULO DE YOUNG PARA UM CRISTAL CÚBICO DIRECCIONAL CONTÍNUA OU DESCONTÍNUA ?

29. O CRISTAL PIEZOELETRICO O cristal piezoelétrico é um cristal que, quando submetido a uma pressão, gera um campo elétrico que pode ser coletado como tensão.

30. CLIVAGEM

31. AN(ISOTROPIA)

32. QUAIS OS TIPOS ESTRUTURAIS DA MATÉRIA ?

33. O QUE É MATÉRIA CRISTALINA E UM CRISTAL ?