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← Como funcionam os cristais? - Graham Baird

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21 llengües

Showing Revision 11 created 07/11/2019 by Leonardo Silva.

  1. Nas profundezas dos gêiseres
    e das fontes termais

  2. da Caldeira de Yellowstone,
  3. encontra-se uma câmara magmática
  4. produzida por um ponto quente
    no manto terrestre.
  5. Conforme o magma se move
    em direção à superfície da Terra,
  6. ele se cristaliza, formando
    rochas ígneas novas e quentes.
  7. O calor dessas rochas leva
    os lençóis de água à superfície.
  8. À medida que a água esfria,
  9. íons se lançam para fora
    como cristais minerais,
  10. que incluem cristais de quartzo,
    a partir de silício e oxigênio;
  11. feldspato, a partir de potássio,
    alumínio, silício e oxigênio;
  12. galena, a partir de chumbo e enxofre.
  13. Muitos desses cristais
    têm formas características.

  14. Considere esta cascata
    de quartzo pontiagudo
  15. ou esta pilha de cubos de galena.
  16. Mas o que faz com que eles desenvolvam
    essa forma muitas vezes?
  17. Parte da resposta está em seus átomos.

  18. Os átomos de cada cristal
  19. estão dispostos em um padrão repetitivo
    altamente organizado.
  20. Esse padrão é a característica
    que define um cristal
  21. e não está restrito a minerais.
  22. Areia, gelo, açúcar, chocolate,
    cerâmica, metais, DNA
  23. e até mesmo alguns líquidos
    têm estruturas cristalinas.
  24. A disposição dos átomos
    de cada material cristalino

  25. é classificada como uma
    de seis famílias diferentes:
  26. cúbica, tetragonal, ortorrômbica,
  27. monoclínica, triclínica e hexagonal.
  28. Dadas as condições apropriadas,
  29. os cristais terão formas geométricas
  30. que refletem a disposição de seus átomos.
  31. Considere a galena,
  32. que tem uma estrutura cúbica
    composta por átomos de chumbo e enxofre.
  33. Os átomos de chumbo relativamente grandes
  34. são dispostos em uma grade
    tridimensional de 90 graus um do outro,
  35. enquanto os átomos de enxofre
    relativamente pequenos
  36. se encaixam perfeitamente entre eles.
  37. À medida que o cristal cresce,
  38. locais como esses atraem
    átomos de enxofre,
  39. enquanto o chumbo tenderá
    a se ligar a esses lugares.
  40. Por fim, eles completarão
    a grade de átomos ligados.
  41. Isso significa que o padrão
    de grade de 90 graus
  42. da estrutura cristalina da galena
  43. é refletido na forma visível do cristal.
  44. O quartzo, entretanto, tem
    uma estrutura cristalina hexagonal.

  45. Isso significa que, em um plano,
    seus átomos estão dispostos em hexágonos.
  46. Em três dimensões,
  47. esses hexágonos são compostos
    por muitas pirâmides interligadas,
  48. formadas por um átomo de silício
    e quatro átomos de oxigênio.
  49. Assim, a forma característica
    de um cristal de quartzo
  50. é uma coluna de seis lados
    com extremidades pontiagudas.
  51. Dependendo das condições ambientais,

  52. a maioria dos cristais tem o potencial
    de criar múltiplas formas geométricas.
  53. Por exemplo, os diamantes,
    que se formam no fundo do manto terrestre,
  54. têm uma estrutura cristalina cúbica
    e podem se tornar cubos ou octaedros.
  55. A forma de um diamante específico
  56. depende das condições em que ele cresce,
  57. que incluem pressão, temperatura
    e ambiente químico.
  58. Embora não possamos observar diretamente
    as condições de crescimento no manto,
  59. experimentos de laboratório
    mostraram algumas evidências
  60. de que os diamantes tendem a se tornar
    cubos, em temperaturas mais baixas,
  61. e octaedros, em temperaturas mais altas.
  62. Vestígios de água, silício,
    germânio ou magnésio
  63. também podem influenciar
    a forma de um diamante.
  64. Os diamantes nunca têm naturalmente
    a forma encontrada nas jóias.
  65. Esses diamantes foram lapidados
    para exibir o brilho e a transparência.
  66. As condições ambientais também podem
    influenciar a formação de cristais.

  67. O vidro é feito de areia
    de quartzo derretido,
  68. mas não é cristalino.
  69. Isso porque o vidro esfria
    com relativa rapidez,
  70. e os átomos não têm tempo de se organizar
  71. na estrutura ordenada
    de um cristal de quartzo.
  72. Em vez disso, a disposição aleatória
    dos átomos no vidro derretido
  73. é bloqueada no resfriamento.
  74. Muitos cristais não constituem
    formas geométricas

  75. porque crescem em quartos
    muito próximos com outros cristais.
  76. Rochas, como o granito,
    estão cheias de cristais,
  77. mas nenhuma tem formas reconhecíveis.
  78. Quando o magma esfria e solidifica,
  79. muitos minerais dentro dele
    se cristalizam ao mesmo tempo
  80. e ficam rapidamente sem espaço.
  81. Certos cristais, como a turquesa,
  82. não desenvolvem qualquer
    forma geométrica discernível
  83. na maioria das condições ambientais,
  84. mesmo com espaço adequado.
  85. A estrutura atômica de cada cristal
    tem propriedades únicas

  86. e, embora essas propriedades
  87. possam não ter qualquer relevância
    às necessidades emocionais humanas,
  88. elas têm aplicações poderosas
    na medicina e na ciência de materiais.