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GEO-0404 Mineralogia 2017.2 Conceitos Iniciais • Falamos anteriormente sobre os sete sistemas cristalinos que agrupam as 32 classes cristalinas e suas respectivas cruzes axiais 1 • É importante notar que: – O comprimento dos eixos cristalográficos (a, b, c; ou a1, a2, a3) é controlado pelas dimensões da respectiva cela unitária; – Os ângulos entre os eixos cristalográficos são controlados pela forma da cela unitária. – http://www.uwgb.edu/dutchs/symmetry/unitcell.ht m – Eixos cristalográficos: lados positivos e negativos • Os comprimentos relativos dos eixos cristalográficos são chamados de razões axiais Razões axiais • Comprimentos relativos dos eixos cristalográficos • Normalmente definidas em relação ao eixo b, de forma que: • Razão Axial = a/b : b/b : c/b, onde: – a: comprimento do eixo a; – b: comp. eixo b; – c: comp. eixo c 2 Intercepto das faces cristalinas: Parâmetros de Weiss • As faces de um cristal podem ser definidas por meio de seus interceptos com a cruz axial. – em outras palavras: qual face corta um determinado eixo cristalino • Com exceção do sistema hexagonal/trigonal (4 eixos), há três casos: 1. Face cristalina corta 1 eixo cristalográfico 2. Face cristalina corta 2 eixos cristalográficos 3. Face cristalina corta 3 eixos cristalográficos 4 • Caso 1: face cristalina corta 1 eixo • Parâmetros de Weiss: ∞a, ∞b, 1c • Caso 2: face cristalina corta 2 eixos cristalográficos • Parâmetros de Weiss: 1a, 1b, ∞c • Caso 3: face cristalina corta 3 eixos cristalográficos • Parâmetros de Weiss: 1a, 1b, 1c • Nem sempre é fácil saber qual número dar ao intercepto da face…neste caso, é comum escolher arbitrariamente uma face com todos os interceptos (a, b, c) = 1 – Está será a face paramétrica: maior face (superfície) que intercepta os três eixos cristalográficos positivos: 1a, 1b, 1c • 2a, 2b, 2/3c – Podem ser divididos por um fator comum (i.e. = 2), resultando em: 1a, 1b, 1/3c Índices de Miller e Miller-Bravais • indicam proporcionalidade inversa; • De mais fácil visualização e demonstração • Os índices de Miller podem ser obtidos invertendo-se os parâmetros de Weiss e racionalizando os números obtidos (tirando as frações) • receita: 1. determinar os parâmetros de Weiss 2. inverter os parâmetros 3. limpar as frações 5 • A forma genérica dos índices de Miller é: (hkl), onde os dígitos h, k e l referem-se, respectivamente, aos eixos a, b e c; • Quando uma face é paralela (//) a um dos eixos cristalográficos, o dígito correspondente é 0 (n/∞ → 0): – Exemplo: (101) ou (h0l) = corta a, c e //b • Quando uma face corta um eixo na ponta negativa, um traço é aplicado sobre o dígito correspondente: – Exemplo: (211) ou (hkl) • Voltando ao caso 1 dos parâmetros de Weiss: face cristalina corta 1 eixo cristalográfico • Parâmetros de Weiss: ∞a, ∞b, 1c • inversão: 1/ ∞, 1/ ∞ e 1/1 • Índices de Miller: 0, 0, 1 = (001) • Forma de apresentação: (001) (lê-se face zero zero um) ou (00l) h k l • FACE ESCURA: • Parâmetros de Weiss: • 2a, 2b, 2/3c – Podem ser divididos por um fator comum (i.e. = 2), resultando em: 1a, 1b, 1/3c • Índices de Miller: 1/1, 1/1, 1/⅓ = (113) Exercícios6 1 2 3 4 Cubo Sistema isométrico 1 1 2 3 Sistema monoclínico +b +a +c (001) (100) (100) sistem Sistema tetragonal 1 2 3 topázio 12 3 4 Lembre-se: no sistema tetragonal: Duas possibilidades de posicionar os eixos cristalográficos a1 a2 c (110) (111) 1 2 (110) 3 (111) (111) Figure 1 - Facets of anatase TiO2. From the following article Crystal growth: Anatase shows its reactive side Annabella Selloni Nature Materials 7, 613 - 615 (2008) doi:10.1038/nmat2241 • Mas espera! • Se a forma genérica dos índices de Miller é: (hkl), onde os dígitos h, k e l referem-se, respectivamente, aos eixos a, b e c... • Como ficam os sistemas hexagonal e trigonal, que têm 4 eixos: a1, a2, a3 e c? • Índices de Miller-Bravais Índices de Miller-Bravais • Modificação (adaptação) do índice de Miller para os sistemas hexagonal e trigonal (4 eixos: a1 = a2 = a3 ≠ c) • acréscimo de mais um dígito: h, k, i e l: (hkil) – h = a1; k = a2; i = a3; l = c – Importante: h + k + i = 0 – Exemplos: (2111), (1210), (3211) 7 Exemplo: face escura do modelo (prisma hexagonal): • Esta face corta os eixos +a1 e –a3 em uma unidade de comprimento e não corta os eixos a2 e c • Parâmetros de Weiss: 1 a1, ∞a2, -1a3, ∞c • Invertendo os parâmetros e limpando as frações: – 1/1, 1/∞, 1/-1, 1/∞ • Índices de Miller-Bravais: (1010) – Note que: h + k + i = 0 vista de cima: vista lateral No sistema hexagonal há também duas possibilidades de posicionamento dos eixos cristalográficos Eixos saindo pelas arestas Eixos saindo pelo meio das faces (1011) (hkil) h + k + i = 0 Bibliografia para estudo • Klein & Dutrow (2012): cap 6 (pag. 159) • Bloss: cap 3 • Material do Curso de Mineralogia - Prof. S. Nelson (Tulane University): http://www.tulane.edu/~sanelson/eens211/in dex.html 8
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