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* Cristalografia Fundamental Cristalografia = descrição de cristais Cristal – do grego “krystallos” = gelo Cristal – sólido homogêneo, que possui arranjo interno (atômico) tridimensional, ordenado por longas extensões. Como conseqüência, pode apresentar faces cristalinas ou planos de clivagem, e com propriedades físicas características (resistência ao risco, condutibilidade térmica, transmissão da luz, etc.). * Cristalografia Fundamental Cristalografia: originalmente um ramo da Mineralogia, relativamente tardio entre as Ciências – iniciou-se no século XVII (Steno, Carangeot, de l’Isle, Haüy) e desenvolveu-se espetacularmente no início do século XX, com o advento da difração de Raios X (Röentgen, von Laue, Bragg pai e filho). * Cristalografia Fundamental O início da Cristalografia como Ciência: descoberta da lei da Constância dos Ângulos por Nicolas Steno (Niels Stensen) em 1669, observado em cristais de quartzo. Apesar dos diversos espécimes de cristais de quartzo não serem perfeitamente iguais quanto ao tamanho e contorno das faces, o ângulo entre faces equivalentes de vários espécimes era sempre constante. * Cristalografia Fundamental Nicolau Steno (Niels Stensen) 1638 – 1686 médico, naturalista e teólogo estudo sobre a constância dos ângulos entre as faces dos cristais contribuições fundamentais para a paleontologia e para a estratigrafia grande anatomista, descobriu as glândulas lacrimais (glândulas de Steno) * * Cristalografia Fundamental René J. Haüy - 1784 cristais formados pelo empacotamentos de minúsculos blocos idênticos (conceito precursor das “celas unitárias”) * Cristalografia Fundamental Wilhelm Roentgen (1895) descoberta dos raios X * Cristalografia Fundamental Max von Laue 1912 - primeiros experimentos de difração de raios X em cristais; prêmio Nobel de Física em 1914 * GMG-106 – Cristalografia Fundamental Sir William Henry Bragg (pai) e Sir William Lawrence Bragg (filho) – 1914 – determinaram as primeiras estruturas cristalinas por difração de raios X e dividiram o prêmio Nobel de Física em 1915. * Cristalografia Fundamental Estados da Matéria: Os três “clássicos” – sólido, líquido, gasoso; Mais recentemente: 4º estado - plasmático (T >>), 5º estado - condensado de Bose-Einstein (T <<); Outros: supersólido, superfluido, cristal líquido, fluido supercrítico, coloidal, matéria degenerada, sólido amorfo (vítreo, não-vítreo) x sólido cristalino, condensado fermiônico, plasma quark-glúon, matéria fracamente simétrica, fortemente simétrica, etc. * Cristalografia Fundamental Estados sólido, líquido e gasoso: função da relação entre energia cinética das partículas e forças de atração entre elas. * Cristalografia Fundamental Estado sólido: sólidos cristalinos x não-cristalinos (= amorfos). Sólidos vítreos: caso particular de não-cristalino * Cristalografia Fundamental Sólidos cristalinos = cristais (stricto sensu, lato sensu). Arranjo atômico (espacialmente ordenado). Conseqüências: desenvolvimento de faces cristalinas durante o crescimento (se as condições permitirem); comportamento anisótropo (clivagem, coeficientes de dilatação, condução térmica, transmissão e absorção de luz, resistência ao risco = dureza, propriedades magnéticas, etc); SIMETRIA: externa (formas cristalinas) e interna (retículo cristalino - DRX). * Cristalografia Fundamental Simetria: é a propriedade decorrente da repetição ordenada das partes de um todo. A simetria pode ser descrita através dos padrões de repetição ordenada das partes equivalentes: o mecanismo responsável por esta repetição se denomina operador de simetria. Os operadores de simetria observados em substâncias cristalinas podem ser: translação, rotação, inversão e reflexão, que podem ocorrer combinados. * Cristalografia Fundamental Cristais euédricos ou idiomórficos: aproximam-se das formas cristalinas ideais. * Cristalografia Fundamental Exemplo: cristais de quartzo (prismas e pirâmides hexagonais) * Cristalografia Fundamental Outro exemplo: diamante (forma octaédrica) * Cristalografia Fundamental Elementos de Simetria: são a representação dos operadores de simetria. Rotação: eixos de simetria; Reflexão: planos de simetria (de mirror, espelho); Inversão: centro de simetria (i – de inversão) Os elementos de simetria podem ser: próprios (objetos direitos geram apenas objetos direitos, e vice-versa) – eixos de simetria simples; impróprios (objetos direitos geram objetos esquerdos, e vice-versa) – planos, centro de simetria e eixos de roto-inversão * Cristalografia Fundamental Eixos de simetria simples: n = 360º / θ n = ordem do eixo θ = ângulo de rotação por operação Eixos possíveis: E1 – monário E2 – binário E3 – ternário E4 – quaternário E6 – senário * E1 θ = 360º * Cristalografia Fundamental E2 θ = 180º * Cristalografia Fundamental E3 θ = 120º * Cristalografia Fundamental E4 θ = 90º * Cristalografia Fundamental E6 θ = 60º * Cristalografia Fundamental E5 θ = 72º Não se aplicam! En>6 * Cristalografia Fundamental Planos de simetria: * Cristalografia Fundamental Planos de simetria (m) – exemplos * Cristalografia Fundamental E θ = 120º + inversão = E3 + i * Cristalografia Fundamental Eixos Impróprios:
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