Última atualização 09/ 02/ 2015
A figura obtida inicialmente ou com um clique no botão I do lado direito mostra uma projeção dos íons em estado sólido no retículo cristalino de NaCl, cloreto de sódio, sal de cozinha. Os botões numerados de I a X selecionam apresentações de íons sólidos ou aquosos, com as coordenadas do cursor no plano da projeção dadas por x e y no fundo do desenho. Neste texto cada apresentação será numerada de acordo com o botão que permite a sua observação. A figura I mostra a localização de ânions cloreto e cátions sódio num cubo de aresta com dimensão de 564 pm (ou 5,64 A) denominado cela unitária. Nesta figura o cátion sódio ocupa o centro com coordenadas x = 149 e y = 146 e também o centro de cada aresta da cela unitária. Os íons cloreto ocupam os vértices e os centros de faces. Nesta orientação geral da cela untaria os íons não estão em eclipse, ou seja, todos os 27 íons são individualmente observados sem qualquer superposição. Em todo este texto os cátions sódio serão simbolizados apenas por Na e os ânions cloreto por Cl, sem explicitamente anunciar a carga elétrica. Uma outra apresentação correta e equivalente da cela unitária de cloreto de sódio sólido troca a posição de cada Na por um Cl e vice versa, neste caso Na ocuparia os vértices e centro de faces e Cl ocuparia os centros de arestas e centro do cubo da cela unitária.
A figura II mostra 25 íons da cela unitária numa projeção plana perpendicular à diagonal do cubo ou ao eixo ternário. Não foram representados o Cl acima e o Cl abaixo do Na nas coordenadas x = 149 e y = 146. Observa-se que o símbolo Na em vermelho foi utilizado 6 vezes, sempre quando em eclipse com Cl.
A figura III mostra 30 íons, com 6 Cl coordenados sobre os vértices de um octaedro com arestas em vermelho ao redor do Na centrado em x = 149 e y = 146. Por outro lado, 6 Na coordenados sobre os vértices de um octaedro com arestas em verde estão equidistantes do Cl centrado em x = 275 e y = 215. Uma projeção semelhante foi obtida por alunos de graduação da disciplina de Cristalografia, da Universidade Federal de Viçosa, em 2012, em atividade para resolver em casa, com ajuda do programa gira.
A figura IV mostra 28 íons, com o octaedro em vermelho formado por Cl em eclipse abaixo de outro Na nas coordenadas x = 100 e y = 97 e também com Cl acima de outro Na em x = 167 e y = 79. Deste modo 3 Cl estarão num plano acima do Na centrado em x = 149 e y = 146 e os outros 3 Cl num plano paralelo ao plano anterior mas abaixo do Na central. No octaedro em verde, o Cl está centrado em x = 246 e y = 243 e encontra-se coordenado a 6 Na. Estes 6 Na estão localizados equidistantes ao Cl centrado e encontram-se três num plano acima do Cl centrado e três num plano paralelo ao anterior porém abaixo do Cl centrado no octaedro.
A figura V mostra apenas o octaedro vermelho com 6 Cl e Na centrado nas coordenadas x = 149 e y = 146 junto com o octaedro verde com 6 Na e Cl centrado em x = 275 e y = 215.
A figura VI mostra apenas o octaedro vermelho com 6 Cl e Na centrado nas coordenadas x = 149 e y = 146 junto com o octaedro verde com 6 Na e Cl centrado em x = 246 e y = 243.
A figura VII mostra o octaedro verde com 6 Na e Cl centrado nas coordenadas x = 246 e y = 243.
A figura VIII mostra o octaedro vermelho com 6 Cl e Na centrado nas coordenadas x = 149 e y = 146.
A figura IX mostra 6 moléculas de água numa possível simetria com hidrogênio ocupando os vértices de um octaedro em verde com Cl aquoso centrado nas coordenadas x = 246 e y = 243.
A figura X mostra 6 moléculas de água numa possível simetria com oxigênio ocupando os vértices de um octaedro em vermelho com Na aquoso centrado nas coordenadas x = 149 e y = 146.
Exercícios
1) Definir os eixos de simetria de ordem 4 existentes na cela unitária do NaCl sólido utilizando as coordenadas de dois pontos do cursor para cada eixo na figura I.
2) Se existem pelo menos dois eixos quaternários do octaedro vermelho, na figura V com Na centrado nas coordenadas x = 149 e y = 146 que são paralelos a dois eixos quaternários do octaedro verde, com Cl centrado em x = 275 e y = 215, respectivamente, o que se pode afirmar a respeito da orientação espacial dos planos de faces destes dois octaedros, respectivamente?.
3) O que se pode afirmar sobre a orientação espacial dos eixos ternários num octaedro em relação aos eixos ternários do outro octaedro na figura VI, respectivamente?
4) Justifique porque os vértices do octaedro têm átomos de hidrogênio na figura IX e os vértices do octaedro têm átomos de oxigênio na figura X.
5) Por que as coordenadas do Na centrado no octaedro vermelho na figura V e VI são iguais e nas mesmas figuras as coordenadas do Cl centrado no octaedro verde são diferentes, respectivamente?
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