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Cristalografia

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estrutura cristalina definida. O exemplo mais comum deste modo de 
cristalização é a formação de flocos de neve a partir do ar carregado de vapor de 
água. Outro exemplo é a formação de cristais de enxofre a partir de vapores 
impregnados de enxofre das fumarolas vulcânicas. 
Existe ainda um quarto mecanismo de cristalização que se processa através da 
recristalização de material previamente cristalizado. O exemplo natural mais típico 
deste processo é o metamorfismo, responsável pela formação das rochas 
metamórficas. A atuação do metamorfismo sobre as rochas provoca recristalização 
das mesmas, através de mudanças de temperatura e pressão, gerando novas rochas 
com novos minerais. 
Crescimento dos cristais 
O primeiro estágio do processo de cristalização é a nucleação. Os núcleos de 
cristalização se formam em um ambiente de estado energético declinante, em 
conseqüência da tendência natural dos átomos ou íons constituintes da matéria se 
agregarem para formar o estágio inicial da estrutura ordenada dos sólidos cristalinos 
que são mais estáveis em condições de baixa energia. Mas a questão que surge neste 
contexto é como os núcleos de cristalização evoluem e crescem para formar cristais 
bem desenvolvidos, ou seja como os constituintes químicos da matéria são 
incorporados aos núcleos de cristalização mantendo o mesmo padrão estrutural 
ordenado característico da substância cristalina em seu estágio final, quer seja a partir 
de solução ou de fusão. 
A formação de cristais desenvolvidos é geralmente precedida pela formação 
aleatória de um grande número de núcleos de cristalização. Entretanto a maioria dos 
núcleos de cristalização não chega a formar cristais porque em uma solução saturada 
ou em uma massa fundida próximo do ponto de fusão, há também uma tendência dos 
núcleos serem reabsorvidos pela solução ou fusão. Isto acontece porque os núcleos 
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são como embriões da matéria cristalina e, desse modo, possuem uma grande área 
superficial em relação aos seus diminutos volumes. Tal situação implica na existência 
de muitos átomos ou íons, com ligações livres, na superfície desses núcleos, o que 
toma-os mais solúveis (em uma solução) ou com maior possibilidade de serem 
refundidos (em uma fusão) que cristais ou grãos minerais com maior volume, nos 
quais a maioria dos átomos ou íons são internos e, portanto, sem ligações livres. 
Se um núcleo de cristalização atingir um tamanho crítico, tornando difícil a sua 
reabsorção, ele terá grande chance de evoluir para um cristal maior. O seu 
crescimento será alimentado pela acresção ordenada de átomos ou íons adicionais 
atraídos pelas ligações livres das partículas da superfície dos núcleos de cristalização 
(Fig. 2.1). A energia da superfície dos núcleos de cristalização é reduzida quando 
átomos ou íons são agregados a ela e a intensidade da energia liberada depende do 
local na superfície dos núcleos onde as partículas são agregadas. Por exemplo, em 
substâncias iônicas o maior crescimento dos cristais ocorre em degraus na sua 
superfície, já que em cristais iônicos a maior perda de energia ocorre nos vértices, 
seguido das arestas e dos centros das faces desses cristais, onde, normalmente ocorre 
o menor crescimento (Fig. 2.2). A formação de cristais dendríticos, com ramificações 
a partir de um núcleo central, é causada pelo rápido crescimento nos vértices de 
certos cristais iônicos. Em cristais não iônicos acredita-se que as partículas são 
agregadas às superfícies externas dos núcleos ou cristais precoces como grupos de 
átomos que formam degraus na superfície das faces, a partir dos quais novas camadas 
externas de material cristalizado se formam. 
 
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ESTRUTURA CRISTALINA NOS MINERAIS 
 
 Evidências da Estrutura Interna Ordenada: As principais evidências da estrutura interna 
ordenada nos minerais residem em algumas características e propriedades apresentadas por estas 
substancias, tais como: l) Forma externa geometricamente regular e simetria dos cristais. Em 
condições favoráveis de formação, os cristais mantêm sempre as mesmas formas com os mesmos 
ângulos interfaciais. 2- Propriedades vetoriais são aquelas que apresentam variação em função da 
direção cristalográfica considerada, podendo ser uma variação contínua, como na dureza, 
condutibilidade elétrica e térmica, expansão térmica e velocidade da luz, ou descontinua como 
velocidade de crescimento das faces dos cristais, velocidade de dissolução dos minerais, difração 
dos raios-X e clivagem. O comportamento destas propriedades só pode ser explicado através de 
uma estrutura interna ordenada, pois a variação das propriedades ocorre em função da variação da 
densidade e distribuição dos átomos na estrutura interna dos minerais. O comportamento das 
propriedades vetoriais é sempre o mesmo em qualquer amostra de um determinado mineral o que 
compatível com uma estrutura interna ordenada. Em substâncias amorfas, como o vidro, a luz 
apresenta sempre a mesma velocidade (com o mesmo índice de refração) e os raios-X não são 
difratados por tais substâncias, independente da direção de propagação dessas radiações ao 
atravessar os minerais. 
 
A Estrutura Cristalina é caracterizada pela disposição ordenada no espaço das partículas 
constituintes dos minerais (átomos, moléculas, íons ou grupos iônicos) que formam as unidades 
básicas das substancias cristalinas, denominada de cela unitária. A estrutura cristalina é 
considerada como um retículo formado pela repetição tridimensional da cela unitária, sendo que a 
forma e as dimensões da cela unitária e os mecanismos de repetição do arranjo interno são os 
parâmetros básicos que caracterizam a estrutura cristalina dos minerais (fig. a, b), a qual é definida 
no espaço pêlos eixos cristalográficos ortogonais a, b e c (fíg. c). A forma externa dos cristais seria 
então, um reflexo da sua estrutura interna ordenada, dependendo, portanto, não só da forma da cela 
unitária, mas também da geometria do arranjo interno destas unidades (fig. d,e,f,g). 
 
 Estrutura de tijolos (a) e de vírgulas (b), ordenada à esquerda e desordenada à direita O 
tijolo e a virgula são as unidades constituintes que se repetem segundo um padrão definido, nas 
estruturas ordenadas da esquerda. Estrutura cristalina da halita (NaCl) e os eixos cristalográficos (a, 
b, c) e os respectivos ângulos entre eles (α, β, γ) em (c). 
Cela unitária cúbica em diversos arranjos, definindo diferentes formas externas, tais como cubo (d), 
cubo distorcido (e), octaedro (f) e dodecaedro (g). 
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PROPRIEDADES DOS CRISTAIS 
 
PROPRIEDADES VETORIAIS: Em decorrência da estrutura interna ordenada dos minerais, os 
diferentes planos atômicos de sua estrutura cristalina possuem diferentes vizinhanças atômicas. Esta 
condição proporciona uma variação regular em algumas propriedades minerais conforme o plano 
atômico ou direção considerada na estrutura cristalina do mineral. Essas variações podem ser 
contínuas, se a propriedade varia continuamente com a direção, ou descontínuas, se as mudanças 
ocorrem somente em algumas direções, de modo descontínuo. 
 
Propriedades contínuas: Dureza, condutibilidade elétrica e térmica, expansão térmica, velocidade 
da luz. 
Propriedades descontínuas: Velocidade de crescimento dos cristais, velocidade de dissolução, 
difração dos raios-X. 
SIMETRIA: A regularidade geométrica das faces externas dos minerais é outra característica 
decorrente da estrutura interna ordenada destas substâncias. Em condições ideais de formação, a 
forma externa dos cristais tende a ser perfeita, o que é evidenciado pela simetria apresentada por 
estas formas. A simetria é visualizada através dos elementos e operações de simetria As três 
operações fundamentais de simetria reconhecidas nos cristais, e seus respectivos elementos, são: 
Rotação: elemento eixo (fig. a)

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