CRISTAIS GEMINADOS

Primeira Edição 19/ 09/ 2004

Segunda Edição 05/ 3/ 2014

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Durante o crescimento cristalino a matéria se compacta de modo uniforme de acordo com um dos sete sistemas cristalinos. Este modo uniforme pode ocorrer sem qualquer modificação de orientação das celas unitárias. Pode-se imaginar como se cada nova cela unitária com sua respectiva origem se acomodasse à fase cristalina com a mesma orientação de qualquer cela unitária anteriormente acomodada no cristal e afastada dessa de um número inteiro de parâmetros de aresta de cela unitária ao longo de cada referencial, respectivamente. Quando esta uniformidade ocorre do início ao fim do objeto cristalizado então pode-se afirmar que a natureza produziu um monocristal, seja com ou sem auxílio de ações de um laboratorista  ou experimentador. Monocristais são objetos raros. Durante a acomodação do material sobre o sólido em condições comuns, por alguma razão acontece frequentemente que uma parte do material que se acomoda ao objeto ao longo de uma direção a partir de um plano o faz numa nova orientação. Aquele plano é denominado plano de geminação. No lado do plano de geminação ocupado pelo material na nova orientação das celas unitárias o novo cristal geminado ao anterior constituirá a mesma fase química, com a mesma densidade e com as mesmas celas unitárias periodicamente acomodadas segundo a nova orientação espacial. Um objeto cristalino pode conter vários cristais geminados, cada um deles compartilha a estrutura com o seu vizinho pelo plano de geminação, sem qualquer problema, porém quando um  corpo biológico animal é compartilhado por seres mais complexos então problemas adicionais de adaptação demandarão solução. O ambiente químico na fronteira entre ambos os cristais geminados é diferente se comparado com o miolo de qualquer um dos cristais geminados considerados.

Um monocristal de aproximadamente 0,3 mm de diâmetro será selecionado para posterior irradiação num experimento de difração de raios-x para coleta de informações que conduzam a resultados estruturais. A seleção observará critérios e propriedades com auxílio de um microscópio com distância de trabalho adequada. Em geral cavidades formadas por planos de faces cristalinas indicam cristais geminados, indesejáveis para experimentos de difração de raios-x. Refinamentos de parâmetros de cela unitária podem utilizar a difração de raios-x pelo método do pó cristalino, neste caso a existência de cristais geminados na amostra não constitui problema. Uma indicação segura da existência de um monocristal ocorre quando a se observa a extinção total e completa em toda a extensão do objeto anisotrópico observado num microscópio cristalográfico com polarizador e analisador cruzados.

O aplicativo acima representa um objeto cristalino geminado composto dois cristais ao clicar nos botões A, B ou C e um monocristal do mesmo composto químico ao clicar nos botões D, E ou F observado pela ocular de um microscópio cristalográfico ajustado com igual magnitude de ampliação.

O círculo branco, do lado esquerdo da figura representa a visão ocular do objeto cristalino sem o analisador. O círculo escuro, do lado direito representa a visão ocular do objeto cristalino quando observado com auxílio do polarizador e analisador cruzados. A imagem obtida em A ou em D mostra o objeto cristalino na posição inicial. A imagem em B ou E mostra o  objeto após uma rotação de 45o medida com a graduação da platina, em relação à posição anterior, assim como a imagem em C ou F representará a imagem ocular do objeto após nova rotação de mesmo ângulo, conforme graduação assinalada em vermelho, fora do círculo de cada ocular.

A birefringência das amostras desta página é 0,014. Um dos objetos tem espessura menor e uniforme e igual a 30 micrometros. O outro tem espessura uniforme  de 50 micrometros.

Exercício

1) Descubra e justifique qual é a amostra de menor espessura: será o geminado ou o monocristal?

2) O que se pode afirmar a respeito da direção do raio ordinário e extraordinário de cada componente cristalino em relação ao ângulo de rotação em vermelho e em relação polarizadores do microscópio?

3) Observe cristais isotrópicos e anisotrópicos e faça um relatório.

Referência

Klein, C. e Dutrow, B.; Mineral Science, John Wiley & Sons, Inc., 2007.

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Tabela de temas.
Apresentação
Química Analítica Análise orgânica elementar
Análise volumétrica, simulação
Cromatografia
Embargo e antibióticos em mel, artigo formal
Cristalografia Ausência do eixo pentagonal em cristalografia 
Buraco octaédrico e tetraédrico
c2mm
Caçador de origem da cela unitária c2mm
Cela unitária em retículo hexagonal
Cinco classes do sistema cúbico
Cinco classes do sistema romboédrico
Cloreto de sódio, NaCl, sólido e aquoso
Conversor de coordenadas esféricas em projeção estereográfica
Cristais geminados
Determinação de cela unitária
Do tetraedro ao prisma
Duas classes do sistema triclínico
Eixo binário e plano de simetria em projeção estereográfica
Eixo de rotoinversão de ordem 4 no tetraedro
Eixo de transrotação ternário
Eixos de rotação no octaedro e em compostos de Werner
Eixos de rotação no tetraedro e em moléculas orgânicas
Eixos de simetria impróprios
Elementos de simetria em ação - animação
Elementos de simetria em ação - jogo do cubo
Elementos de simetria em ação - jogo do dodecaedro
Elementos de simetria em ação - jogo do icosaedro
Elementos de simetria em ação - jogo do octaedro
Elementos de simetria em ação - jogo do tetraedro
Equações da reta e elementos de simetria
Esfera de Ewald e medidas cristalográficas
Extinções
Grupos bidimensionais de simetria
Índices de Miller
Jogo dos elementos de simetria e índices de Miller
Jogo dos elementos de simetria e índices de Miller do octaedro
Jogo dos índices de Miller - animação
Jogo dos índices de Miller - cubo
Jogo dos índices de Miller - dodecaedro rômbico
Jogo dos índices de Miller - octaedro
Jogo dos índices de Miller - tetraedro
Jogo dos planos de simetria e índices de Miller do tetraedro
Modelos dos eixos 31 e 32 suportados por lápis
Orientações do cubo
p2gg
p2mm
Pergunta sobre grupo pontual
Plano de reflexão
Projeção esférica do octaedro
Projeção estereográfica
Projeção estereográfica de seis poliedros em diferentes orientações
Projeção gnomônica
Retículo cristalino e cela unitária
Retículos de Bravais
Rotação da projeção estereográfica e paralela do cubo III
Rotação da projeção paralela e estereográfica do cubo
Rotação de objetos ao redor de um eixo arbitrário
Rotação de um vértice do cubo
Seções cônicas sob operadores de simetria
Seis elementos de simetria em sete orientações
Sete classes do sistema hexagonal
Sete classes do sistema tetragonal
Sete faces em projeção estereográfica
Simetria, eixo de ordem 2
Simetria, eixo de ordem 2, 3 e 6 no benzeno
Simetria, eixo de ordem 3 no cubo
Simetria, eixo de ordem 4 na cela unitária de ouro
Simetria, eixo de ordem 4 no cubo
Simetria na arte e na cristalografia
Três classes do sistema monoclínico
Três classes do sistema ortorômbico
Geral Célula eletroquímica
Conformações do butano
Conformações do etano
Densidade
Ouro sólido e líquido
Oxidação e redução
Recursos de educação química informatizada: água, saúde e simetria
Tabela periódica
Teste de química geral com enfoque em química ambiental