Célula Unitária
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Célula Unitária


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CÉLULA UNITÁRIA


O que é?

A célula unitária básica nada mais é do que uma forma de representar uma unidade que se repete em uma estrutura cristalina. Em uma célula unitária de uma estrutura cristalina sempre são representados posições atômicas e também pontos da rede, e as arestas são vetores unitários da rede.

As células unitárias são entendidas como paralelepípedos constituintes da menor subdivisão de uma determinada rede cristalina desde que conserve as características gerais presentes em todo o retículo. Isso permite que através de uma simples replicação da mesma se pode reconstruir o sólido cristalino inteiro.


Tipos

As células unitárias podem ser de quatro tipos básicos distintos:

  • Célula unitária simples;



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Imagem de uma representação de uma célula unitária simples

  • Célula unitária de corpo centrado;



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Imagem representando uma célula unitária de corpo centrado

  • Célula unitária de faces centradas; e



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Demonstração de uma célula unitária de face centrada

  • Célula unitária de bases centradas.



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Imagem demonstrando uma célula unitária de base centrada

Além disso, há uma variação na presença, ou não, destes tipos de acordo com o sistema, a saber:

  • No sistema ortorrômbico existem no total, quatro tipos de células unitárias;
  • No sistema cúbico, há três tipos de células unitárias, sendo elas as seguintes:
  • Cúbica simples;
  • Cúbica de corpo centrado; e
  • Cúbica de faces centradas.
  • No sistema tetragonal, estão representados apenas dois tipos, sendo eles o simples e o de corpo centrado;
  • É importante observar, neste contexto, que a célula unitária tetragonal de faces centradas parece faltar, portanto pode ser construída a partir de quatro células unitárias tetragonais de corpo centrado.
  • O sistema monoclínico possui células unitárias simples e de bases centradas; e
  • O sistema romboédrico, o hexagonal e o triclínico possuem unicamente células unitárias de tipo simples.


Redes de bravais

As redes bravais são nada mais que algumas configurações básicas, resultado da combinação dos sistemas de cristalização. O nome “bravais” é uma homenagem à Auguste Bravais, físico que, em 1848, foi capaz de demonstrar a existência das mesmas.

Conforme demonstrado por cristalógrafos, todos os tipos de redes de pontos podem ser formados a partir de apenas sete tipos diferentes de células unitárias, muitos dos quais mostram variações da célula unitária básica.

Nesse contexto, Auguste J. Bravais mostrou que quatorze células unitárias padrão são capazes de descrever todas as redes possíveis.

As redes são:

Sistema cristalográfico Comprimento dos eixos e seus ângulos Rede espacial
Cúbico Três eixos com o mesmo comprimento, fazendo ângulos retos Cúbica simples
Cúbica de corpo centrado
Cúbica de faces centradas
Tetragonal Três eixos fazendo ângulos retos, tendo dois o mesmo comprimento Tetragonal simples
Tetragonal de corpo centrado
Ortorrômbico Três eixos com comprimentos diferentes, fazendo ângulos retos Ortorrômbico simples
Ortorrômbico de corpo centrado
Ortorrômbico de bases centradas
Ortorrômbico de faces centradas
Romboédrico Três eixos com o mesmo comprimento, igualmente inclinados Romboédrica simples
Hexagonal Dois eixos com o mesmo comprimento, fazendo um ângulo de 120º, e terceiro eixo perpendicular aos outros dois Hexagonal simples
Monoclínico Três eixos com comprimentos diferentes, um par fazendo um ângulo não reto Monoclínica simples
Monoclínica de bases centradas
Triclínico Três eixos com comprimentos diferentes, fazendo Ângulos diferentes e não sendo nenhum reto Triclínica simples

Um detalhe a respeito das estruturas é que elas costumam se dividir, ou melhor, ser características, para elementos metálicos e para materiais cerâmicos, nas quais costumam ser estruturas cristalinas iônicas e covalentes.