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← Como funcionam os cristais? — Graham Baird

Obtén el codi d'incrustació
22 llengües

Showing Revision 4 created 12/14/2019 by Margarida Ferreira.

  1. Muito abaixo dos geiseres
    e das fontes termais
  2. da Caldeira de Yellowstone
  3. há uma câmara de magma produzida
    por uma fonte de calor no manto da Terra.
  4. Quando o magma se move
    na direção da superfície da Terra,
  5. cristaliza-se e forma
    rochas jovens, quentes e ígneas.
  6. O calor destas rochas impele
    a água subterrânea para a superfície.
  7. À medida que a água arrefece,
    os iões precipitam-se,
  8. sob a forma de cristais minerais,
  9. incluindo cristais de quartzo
    formados por silício e oxigénio,
  10. feldspato formado por potássio,
    alumínio, silício e oxigénio,
  11. galena formado por chumbo e enxofre.
  12. Muitos destes cristais têm
    formas exclusivas

  13. — reparem nesta cascata
    de quartzo pontiagudo
  14. ou nesta pilha de cubos de galena.
  15. Mas o que é que faz com que eles
    cresçam sempre com estas formas?
  16. Uma parte da resposta
    reside nos seus átomos.

  17. Os átomos de cada cristal estão dispostos
  18. num padrão repetitivo,
    altamente organizado.
  19. Esse padrão é a característica
    que define um cristal
  20. e não se restringe aos minerais
  21. — a areia, o gelo, o açúcar, o chocolate,
    a cerâmica, os metais, o ADN,
  22. e mesmo alguns líquidos,
    têm estruturas cristalinas.
  23. Cada arranjo atómico
    de um material cristalino

  24. cai numa de seis diferentes famílias:
  25. cúbico, tetragonal, ortorrômbico,
  26. monoclínico, triclínico e hexagonal.
  27. Segundo as condições apropriadas,
  28. os cristais crescerão
    em formas geométricas
  29. que refletem o arranjo dos seus átomos.
  30. A galena tem uma estrutura cúbica,
    formada por átomos de chumbo e enxofre.
  31. Os átomos de chumbo,
    relativamente grandes,
  32. estão arranjados numa grelha 3D,
    a 90 graus uns dos outros,
  33. enquanto os átomos de enxofre,
    relativamente pequenos,
  34. se encaixam entre eles.
  35. Quando o cristal cresce,
  36. os locais como estes
    atraem os átomos de enxofre,
  37. enquanto o chumbo tenta
    ligar estes locais.
  38. Por fim, completam a grelha
    de átomos ligados.
  39. Isso significa que o padrão
    da grelha de 90 graus
  40. da estrutura cristalina da galena
  41. reflete-se na forma visível do cristal.
  42. Entretanto, o quartzo tem
    uma estrutura cristalina hexagonal.

  43. Isso significa que, num plano,
    os átomos estão arranjados em hexágonos.
  44. Em 3D, estes hexágonos são formados
    por muitas pirâmides interligadas,
  45. feitas de um átomo de silício
    e quatro átomos de oxigénio.
  46. Assim, a forma característica
    de um cristal de quartzo
  47. é uma coluna de seis lados
    com pontas aguçadas.
  48. Consoante as condições ambientais,

  49. a maioria dos cristais pode formar
    múltiplas formas geométricas.
  50. Por exemplo, os diamantes, que se formam
    profundamente no manto da Terra,
  51. têm uma estrutura cristalina cúbica
    e podem crescer em cubos ou octaedros.
  52. A forma como um determinado
    diamante cresce
  53. depende das condições
    do local onde cresce,
  54. incluindo a pressão, a temperatura,
    e o ambiente químico.
  55. Embora não possamos observar diretamente
    as condições de crescimento no manto,
  56. experiências laboratoriais
    mostraram-nos prova
  57. de que os diamantes tendem a crescer
    em cubos a temperaturas mais baixas
  58. e em octaedros, a temperaturas mais altas.
  59. Pequenas quantidades de água, silício,
    germânio ou magnésio
  60. também podem influenciar
    a forma de um diamante.
  61. Os diamantes nunca crescem naturalmente
    nas formas que aparecem nas joalharias
  62. — esses diamantes foram lapidados
    para exibirem chispas e luminosidade.
  63. As condições ambientais também
    podem influenciar

  64. onde os cristais se formam.
  65. O vidro é feito de pó de quartzo derretido
  66. mas não é cristalino.
  67. Isso porque o vidro
    arrefece relativamente depressa
  68. e os átomos não têm tempo
    para se organizarem
  69. na estrutura ordenada
    de um cristal de quartzo.
  70. Em vez disso, o arranjo aleatório
    dos átomos no vidro derretido
  71. fica aprisionado durante o arrefecimento.
  72. Muitos cristais não formam
    formas geométricas

  73. porque crescem em locais
    demasiado perto de outros cristais.
  74. Rochas como o granito
    estão cheias de cristais
  75. mas nenhum deles
    com formas reconhecíveis.
  76. Quando o magma arrefece e se solidifica,
  77. muitos minerais dentro dele
    cristalizam ao mesmo tempo
  78. e ficam rapidamente sem espaço.
  79. Alguns cristais, como a turquesa,
  80. não crescem em qualquer forma
    geométrica reconhecível
  81. na maioria das condições ambientais,
  82. mesmo que tenham espaço adequado.
  83. A estrutura atómica de cada cristal
    tem propriedades únicas,

  84. e, embora essas propriedades
  85. possam não ter qualquer influência
    nas necessidades humanas emocionais,
  86. têm poderosas aplicações
    na ciência dos materiais e na medicina.