Os sólidos cristalinos são materiais que possuem uma estrutura organizada e regular, formada por átomos, íons ou moléculas dispostos em um padrão tridimensional repetitivo. Essa estrutura cristalina confere diversas propriedades aos materiais, como alta resistência mecânica, alta condutividade térmica e elétrica, entre outras. Existem diversos tipos de sólidos cristalinos, como os metais, os cerâmicos, os poliméricos e os compostos iônicos. Alguns exemplos de sólidos cristalinos incluem o diamante, o sal de cozinha, o vidro e o ferro. Neste contexto, é de extrema importância compreender a estrutura e as propriedades dos sólidos cristalinos, pois isso pode influenciar diretamente no seu comportamento e aplicação em diversas áreas da ciência e tecnologia.
Tipos de sólidos cristalinos: conheça as diferentes formas de estruturas cristalinas.
Os sólidos cristalinos são materiais que possuem uma estrutura ordenada e regular, formada por átomos, íons ou moléculas dispostos de maneira organizada. Essas estruturas cristalinas podem ser classificadas em diferentes tipos, cada um com suas características específicas.
Um dos tipos de sólidos cristalinos mais comuns é o cúbico, onde os átomos estão dispostos em uma rede cúbica de forma regular. Outro tipo é o hexagonal, onde os átomos formam uma estrutura hexagonal. Existem também os sólidos cristalinos do tipo tetragonal, ortorrômbico e monoclínico, cada um com sua própria organização atômica.
Além disso, os sólidos cristalinos podem ser classificados de acordo com a forma como os átomos, íons ou moléculas estão arranjados. Por exemplo, os sólidos cristalinos podem ser iônicos, covalentes ou metálicos, dependendo do tipo de ligação entre as partículas.
Para exemplificar, alguns exemplos de sólidos cristalinos incluem o sal de cozinha (NaCl), que possui uma estrutura cristalina cúbica, e o diamante, que possui uma estrutura cristalina covalente. Cada tipo de sólido cristalino apresenta propriedades específicas, como dureza, condutividade elétrica e ponto de fusão.
Essas estruturas cristalinas influenciam as propriedades dos materiais e são fundamentais para o estudo da ciência dos materiais.
Conhecendo as 3 principais estruturas cristalinas presentes nos materiais sólidos.
Sólidos cristalinos são materiais que possuem uma estrutura ordenada e repetitiva, formada por átomos, íons ou moléculas. Essa organização é responsável por diversas propriedades dos materiais, como a sua resistência, condutividade e transparência.
Existem três principais estruturas cristalinas presentes nos materiais sólidos: cúbica, hexagonal e tetragonal. Cada uma dessas estruturas possui características únicas que influenciam as propriedades do material.
A estrutura cúbica é caracterizada por possuir átomos ou íons dispostos em uma rede cúbica de forma regular. Essa estrutura é encontrada em materiais como o ferro e o cobre, e confere a eles alta resistência e ductilidade.
A estrutura hexagonal, por sua vez, é formada por camadas de átomos dispostas de forma hexagonal. Materiais como o grafite e o quartzo apresentam essa estrutura, que confere a eles propriedades como a transparência e a dureza.
Por fim, a estrutura tetragonal é caracterizada por possuir átomos ou íons dispostos em uma rede tetragonal. Essa estrutura é encontrada em materiais como o zircônio e o titânio, e confere a eles propriedades como a resistência à corrosão e a alta temperatura de fusão.
É importante compreender essas estruturas para entender melhor as características dos materiais e suas aplicações em diversos setores da indústria.
Características fundamentais dos sólidos: entenda as propriedades físicas e químicas desses materiais.
Os sólidos são um dos estados físicos da matéria, caracterizados por terem forma e volume definidos. Eles são compostos por átomos, íons ou moléculas que estão organizados de forma ordenada e compacta. As propriedades físicas e químicas dos sólidos são influenciadas pela sua estrutura atômica e pela forma como as partículas estão arranjadas.
Uma das características fundamentais dos sólidos é a sua rigidez, que é resultado da forte ligação entre as partículas. Isso faz com que os sólidos tenham uma forma definida e não se deformem facilmente. Além disso, os sólidos possuem alta densidade, o que significa que eles têm uma grande quantidade de massa em um volume pequeno.
Em relação às propriedades químicas, os sólidos apresentam pontos de fusão e ebulição bem definidos. Isso ocorre porque as partículas dos sólidos estão mais próximas umas das outras, o que facilita a transferência de calor e a mudança de estado. Além disso, os sólidos cristalinos possuem uma estrutura ordenada e repetitiva, o que confere propriedades específicas a esses materiais.
Os sólidos cristalinos são aqueles que possuem uma estrutura cristalina, ou seja, seus átomos, íons ou moléculas estão dispostos de acordo com um padrão regular e repetitivo. Isso confere propriedades únicas aos sólidos cristalinos, como transparência, brilho, dureza e condutividade elétrica.
Existem diversos tipos de sólidos cristalinos, como os iônicos, covalentes, metálicos e moleculares. Cada tipo de sólido cristalino possui propriedades específicas, determinadas pela natureza das ligações presentes entre as partículas. Alguns exemplos de sólidos cristalinos são o sal de cozinha (NaCl), o diamante (C), o ferro (Fe) e o gelo (H2O).
Os sólidos cristalinos, por sua vez, possuem uma estrutura ordenada e repetitiva, o que confere propriedades específicas a esses materiais. Compreender as características fundamentais dos sólidos é essencial para entender suas propriedades físicas e químicas e sua aplicação em diversas áreas da ciência e da tecnologia.
Conheça os diferentes tipos de sólidos que podem ser encontrados na natureza e na química.
Os sólidos cristalinos são um dos tipos de sólidos mais comuns encontrados na natureza e na química. Eles possuem uma estrutura ordenada e regular, o que lhes confere propriedades únicas. Existem diferentes tipos de sólidos cristalinos, cada um com suas próprias características e exemplos.
Os sólidos cristalinos podem ser classificados de acordo com a disposição dos átomos ou moléculas em sua estrutura. Alguns dos tipos mais comuns incluem os cristais iônicos, cristais covalentes e cristais metálicos.
Os cristais iônicos são compostos por íons positivos e negativos, que se organizam em uma estrutura tridimensional. Um exemplo comum de cristal iônico é o cloreto de sódio, ou sal de cozinha. Já os cristais covalentes são compostos por átomos que compartilham pares de elétrons, como o diamante. Por fim, os cristais metálicos são compostos por átomos de metais, que formam uma estrutura em rede.
Além disso, os sólidos cristalinos possuem propriedades específicas, como alta regularidade estrutural, ponto de fusão definido e padrões de difração característicos. Essas propriedades são fundamentais para a compreensão de diversos fenômenos físicos e químicos.
Eles possuem uma estrutura ordenada e propriedades distintas, que os tornam objetos de estudo fascinantes para cientistas e pesquisadores.
Sólidos cristalinos: estrutura, propriedades, tipos, exemplos
Os sólidos cristalinos são aqueles cujas estruturas microscópicas são ordenadas e obedecem a um padrão distinto para uma rede particular; por exemplo: cúbico, hexagonal, triclínico, romboédrico, entre outros.
Diz-se que esses sólidos existem como cristais, que exibem facetas e desenhos geométricos que refletem como eles são organizados por dentro. Outros exemplos de sólidos cristalinos são diamante, quartzo, antraceno, gelo seco, cloreto de potássio ou óxido de magnésio.
Um par altamente conhecido de sólidos cristalinos é o de açúcar e sal (NaCl). À primeira vista, ambos têm cristais brancos; mas suas propriedades diferem bastante. O açúcar é um sólido cristalino molecular, enquanto o sal é um sólido cristalino iônico. O primeiro é composto por moléculas de sacarose; e o segundo, dos íons Na + e Cl – .
A imagem acima mostra como os cristais de açúcar podem ser brilhantes. Os cristais de sal, no entanto, não estão muito atrás. Embora o açúcar e o sal pareçam irmãos, suas estruturas são diferentes: o açúcar, que é a sacarose, possui uma estrutura monoclínica; enquanto sal, uma estrutura cúbica.
Açúcar em pó e sal (glacê) permanecem cristalinos; seus cristais tornaram-se muito menores para nossos olhos. A cristalinidade de um sólido, portanto, é definida mais por sua estrutura interna do que por sua aparência ou brilho externos.
Estrutura de sólidos cristalinos
Os sólidos cristalinos têm estruturas ordenadas. Suas características geométricas dependerão do tipo de estrutura cristalina a que pertencem, que por sua vez se projeta externamente nas formas cristalinas (sistema cristalino). A imagem acima ilustra dois conceitos importantes de tais estruturas: periodicidade e grãos cristalinos.
O arranjo espacial das partículas de um sólido cristalino é periódico; isto é, repete-se repetidamente em todas as direções. Isso origina seu próprio padrão estrutural para cada rede sólida e cristalina; por exemplo, é aqui que o sal e o açúcar começam a se diferenciar além de sua natureza química.
Em A, os losangos estão dispostos para dar origem a um losango de maiores proporções. Cada diamante roxo representa uma partícula ou um conjunto deles (átomos, íons ou moléculas). Assim, pode-se esperar que um cristal macroscópico de A tenha uma aparência romboédrica.
Enquanto que, em B, os diamantes são arranjados de maneira a originar grãos cristalinos; estes são cristais muito pequenos (cristalitos). Diz-se que B é um sólido policristalino; isto é, é formado pela aglomeração de múltiplos cristalitos.
Em conclusão, um sólido pode ser simplesmente cristalino (A) ou policristalino (B); A forma cristais, enquanto B policristais.
Propriedades
As propriedades dos sólidos cristalinos dependem do seu tipo de cristal. Já se sabe que suas estruturas são ordenadas e que elas também costumam ter características brilhantes pelas quais os amantes de minerais se apaixonam. No entanto, foi mencionado que um sólido em pó, incluindo “extinto”, também pode ser classificado como cristalino.
A maneira como suas partículas são orientadas espacialmente permite que elas tenham algumas propriedades importantes para sua caracterização. Por exemplo, sólidos cristalinos são capazes de difratar raios-X, criando espectros de difração a partir dos quais a estrutura microscópica de um cristal pode ser determinada.
Além disso, como a estrutura é periódica, o calor difunde da mesma maneira em todo o sólido; desde que não haja impurezas envolvidas. Assim, os pontos de fusão de um sólido cristalino são constantes e não variam, independentemente de como sejam medidos.
Tipos de sólidos cristalinos
Os tipos de sólidos cristalinos são baseados em que tipo de partículas o compõem e quais são suas interações ou ligações. Existem essencialmente quatro tipos: redes iônicas, metálicas, moleculares e covalentes.
Mesmo quando apresentam um certo grau de impurezas, continuam cristalinos, apesar de suas propriedades serem afetadas e não mostrarem os mesmos valores esperados para um sólido puro.
Ionic
O sal é um exemplo de um sólido cristalino iônico, pois é composto de íons Na + e Cl – . Portanto, neste tipo de sólidos, a ligação iônica governa : são as forças eletrostáticas que governam a ordem estrutural.
Metálico
Todos os átomos de metal formam cristais de metal. Isso significa que, por exemplo, um garfo de prata é um conglomerado de cristais de prata fundidos. A estrutura interna ou microscópica é a mesma em cada extensão do objeto e permanece inalterada desde o manípulo do garfo até a ponta dos dentes.
Molecular
O açúcar é um exemplo de um sólido molecular cristalino, pois é feito de moléculas de sacarose. Portanto, esse tipo de sólido é formado por moléculas que, por meio de suas interações intermoleculares (e não por ligações covalentes), conseguem estabelecer uma estrutura ordenada.
Redes covalentes
Finalmente, temos os sólidos cristalinos de redes covalentes. As ligações covalentes predominam nelas, pois são responsáveis por estabelecer uma ordem e manter os átomos firmemente fixados em suas respectivas posições espaciais. Não se fala de íons, átomos ou moléculas, mas de redes tridimensionais.
Exemplos
A seguir, e finalmente, alguns exemplos serão citados para cada um dos tipos de sólidos cristalinos.
Ionic
Todos os sais são sólidos iônicos. Da mesma forma, existem sulfetos, hidróxidos, óxidos, halogenetos e outros compostos que também são formados por íons ou suas interações são essencialmente iônicas. Portanto, temos:
-KCl
-CASE 4
-Ba (OH) 2
CURSO 4
-FeCl 3
-Na 2 S
-MgO
-CaF 2
-NaHCO 3
– (NH 4 ) 2 CrO 4
Além desses exemplos, a grande maioria dos minerais são considerados sólidos cristalinos iônicos.
Metálico
Qualquer elemento metálico ocorre naturalmente como cristais metálicos. Alguns deles são:
-Cobre
-Ferro
-Alumínio
-Cromada
Hidrogênio metálico (sob pressões inimagináveis)
-Tungstênio
-Zircônio
-Titânio
-Magnésio
-Sódio
Molecular
Existe uma grande variedade de sólidos cristalinos moleculares. Praticamente qualquer composto orgânico que solidifica consegue estabelecer cristais se sua pureza for alta ou se sua estrutura não for muito complexa. Então nós temos:
-Ice (H 2 O)
-Gelo seco (CO 2 )
-I 2
-P 4
-S 8 (e seus polimorfos)
-Antraceno
-Oxigênio sólido
-Amônia sólida
-Fenolftaleína
-Ácido benzóico
Redes covalentes
E, finalmente, entre alguns sólidos de rede covalentes cristalinos, temos:
-Diamante
-Grafite
-Nanotubos de carbono
-Fullereno
-Quartzo
-Silício
-Germânio
-Nitreto de boro
A partir desta lista, nanotubos de carbono e fulerenos também podem ser considerados sólidos cristalinos moleculares. Isso ocorre porque, embora eles consistam em átomos de carbono ligados covalentemente, eles definem unidades que podem ser visualizadas como macromoléculas (bolas de futebol e tubos).
Referências
- Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chemistry . (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.
- Shiver & Atkins. (2008). Química inorgânica . (Quarta edição). Mc Graw Hill.
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- Química LibreTexts. (16 de junho de 2019). Sólidos Cristalinos e Amorfos. Recuperado de: chem.libretexts.org
- Rachel Bernstein e Anthony Carpi. (2020). Propriedades de sólidos. Recuperado de: visionlearning.com