SISTEMAS CRISTALINOS: CONCEITO E CARACTERIZAÇÃO, TIPOS, EXEMPLOS - QUÍMICA - 2024

Os sistemas de cristal são um conjunto de características geométricas e elementos de simetria que permitem a classificação de diferentes grupos de cristais. Assim, dependendo dos comprimentos relativos de suas faces, do ângulo entre suas faces, seus eixos internos e outros aspectos geométricos, a forma de um cristal acaba se diferenciando de outro.

Embora os sistemas cristalinos estejam diretamente ligados à estrutura cristalina dos minerais, metais, compostos inorgânicos ou orgânicos, estes se referem mais às qualidades de sua forma externa, e não ao arranjo interno de seus átomos, íons ou moléculas.

A rica diversidade de cristais mineralógicos e suas simetrias são sustentadas por seis sistemas de cristais. Fonte: Pexels.

Os seis sistemas de cristal são cúbico, tetragonal, hexagonal, ortorrômbico, monoclínico e triclínico. Do sistema hexagonal deriva o trigonal ou romboédrico. Qualquer cristal em seu estado puro, após ser caracterizado, torna-se um desses seis sistemas.

Na natureza, às vezes basta olhar os cristais para saber a que sistema eles pertencem; desde que você tenha um comando claro de cristalografia. Em muitas ocasiões, no entanto, essa é uma tarefa árdua, porque os cristais são "embaralhados" ou "deformados" como resultado das condições do ambiente durante seu crescimento.

Conceito e caracterização

Os sistemas cristalinos podem, à primeira vista, parecer um assunto abstrato e difícil de entender. Na natureza, você não está procurando cristais com a forma exata de um cubo; mas compartilhe com ele todas as suas qualidades geométricas e isométricas. Mesmo com isso em mente, ainda pode ser visualmente impossível descobrir a qual sistema de cristal um espécime pertence.

Para isso, existem técnicas de caracterização instrumental, que dentre seus resultados mostram os valores de determinados parâmetros que revelam qual sistema cristalino está em estudo; e, além disso, indica as propriedades químicas do cristal.

A técnica preferida para caracterizar cristais é, portanto, a cristalografia de raios X; especificamente, difração de pó de raios-X.

Resumindo: um feixe de raios X interage com o cristal e um padrão de difração é obtido: uma série de pontos concêntricos, cuja forma depende do arranjo interno das partículas. Processando os dados, termina calculando os parâmetros da célula unitária; e com isso, o sistema cristalino é determinado.

No entanto, cada sistema cristalino é, por sua vez, composto de classes cristalinas, que somam um total de 32. Da mesma forma, outras formas adicionais diferentes derivam delas. É por isso que os cristais são muito diversos.

Tipos de sistemas de cristal

Cúbico ou isométrico

O cubo é apenas uma das classes cristalinas que o sistema cúbico abrange. Fonte: Smiddle

O sistema cúbico ou isométrico corresponde a cristais altamente simétricos. O cubo, por exemplo, apresenta uma série de operações de simetria que o caracterizam. No centro do cubo, imagine que é desenhada uma cruz que toca as faces de cima, de baixo e as dos lados. As distâncias são iguais e se cruzam em ângulos retos.

Se um cristal obedecer à simetria do cubo, mesmo que não tenha exatamente essa forma, ele pertencerá a este sistema cristalino.

É aqui que vêm à luz as cinco classes cristalinas que constituem o sistema cúbico: o cubo, o octaedro, o dodecaedro rômbico, o icositetraedro e o hexacisoedro. Cada classe tem suas próprias variantes, que podem ou não ser truncadas (com vértices planos).

Tetragonal

Unidade tetragonal. Fonte: Stannered via Wikipedia.

O sistema tetragonal pode ser visualizado como se fosse um retângulo ao qual foi dado volume. Ao contrário do cubo, seu eixo c é mais longo ou mais curto do que seus eixos a. Também pode parecer um cubo esticado ou comprimido.

As classes de cristal que constituem o sistema tetragonal são as pirâmides primárias e de quatro lados, as pirâmides duplas de oito lados, os trapezohedros e, novamente, o icositraedro e o hexacisoedro. A menos que você tenha formas de papel em mãos, será difícil reconhecê-las sem a ajuda de anos de experiência.

Hexagonal

Unidade hexadecimal. Fonte: Stannered via Wikipedia.

Qualquer forma cristalina cuja base corresponda à de um hexágono pertencerá ao sistema de cristal hexagonal. Algumas de suas classes cristalinas são: pirâmides de doze lados e pirâmides duplas.

Trigonal

A base, um cristal que pertence ao sistema trigonal, também é hexagonal; mas em vez de ter seis lados, eles têm três. Suas classes cristalinas passam a ser: prismas ou pirâmides de três lados, o romboedro e o escalenoedro.

Ortorrômbico

No sistema ortorrômbico, seus cristais têm base romboédrica, dando origem a formas cujos três eixos têm comprimentos diferentes. Suas classes cristalinas são: bipiramidal, bisfenoidal e pinacoide.

Monoclínico

Desta vez, no sistema monoclínico a base é um paralelogramo e não um losango. Suas classes cristalinas são: prismas esfenoidais e trilaterais.

Triclínico

Unidade triclínica. Fonte: Stannered via Wikipedia.

Os cristais que pertencem ao sistema triclínico são os mais assimétricos. Para começar, todos os seus eixos têm comprimentos diferentes, assim como os ângulos de suas faces, que são inclinados.

É daí que vem o nome: três ângulos inclinados e triclínicos. Esses cristais costumam ser confundidos com ortorrômbico, hexagonal e também adotam formas pseudocúbicas.

Entre suas classes cristalinas estão os pinacóides, pedions e formas com número par de faces.

Exemplos de sistemas de cristal

Alguns exemplos correspondentes para cada um dos sistemas de cristal serão citados abaixo.

Cúbico ou isométrico

Halite tem cristais cúbicos excepcionais. Fonte: Parent Géry

Halite, também conhecido como sal comum ou cloreto de sódio, é o exemplo mais representativo do sistema cúbico ou isométrico. Entre outros minerais ou elementos que pertencem a este sistema estão:

-Fluorite

-Magnetita

-Diamante

-Espinela

-Galena

-Bismuto

-Prata

-Ouro

-Pirita

-Granada

Tetragonal

Wulfenite é o exemplo mais representativo do sistema de cristal tetragonal. Fonte: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

No caso do sistema tetragonal, o mineral wulfenita é o exemplo mais representativo. Entre outros minerais neste sistema temos:

-Casiterite

-Zircão

-Calcopirita

-Rutilo

-Anatase

-Scheelita

-Apofilita

Ortorrômbico

O mineral tanzanita pertence ao sistema ortorrômbico. Fonte: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Entre os minerais que se cristalizam no sistema ortorrômbico temos:

-Tanzanite

-Barita

-Olivina

-Enxofre

-Topázio

-Alexandrite

-Anidrita

-Permanganato de potássio

-Perclorato de amônio

-Chrisoberyl

-Zoisite

-Andalusita

Monoclínico

Os cristais de gesso pertencem ao sistema monoclínico. Fonte: Lysippos

Entre os minerais do sistema monoclínico temos:

-Azurite

-Fundida

-Piroxênio

-Mica

-Spodumene

-Serpentina

-Moonstone

-Vivianita

-Petalite

-Crisocolla

-Lazulite

Triclínico

Os cristais de calcantita pertencem ao sistema triclínico. Fonte: Ra'ike

Entre os minerais do sistema triclínico temos:

-Amazonite

-Feldspato

-Calcantita

-Rodonita

-Turquesa

Hexagonal

Cristais água-marinha perfeitamente hexagonais. Fonte: Robert M. Lavinsky via Wikipedia.

Na imagem acima, temos um exemplo de quando as formas naturais revelam instantaneamente o sistema cristalino do mineral. Dentre alguns minerais que se cristalizam no sistema hexagonal temos:

-Esmeralda

-Calcite

-Dolomite

-Turmalina

-Quartzo

-Apatita

-Zincite

-Morganite

Trigonal

O mineral axinita pertence ao sistema trigonal. Fonte: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

E finalmente, entre alguns minerais pertencentes ao sistema trigonal temos:

-Axinite

-Pirargirita

-Nitratina

-Jarosita

-Ágata

-Rubi

-Olho de Tigre

-Ametista

-Jaspe

-Safira

-Quartzo esfumaçado

-Hematita

Referências

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2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química (8ª ed.). CENGAGE Learning.
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8. Dr. C. Menor Salván. (sf). Isométrico. Universidade de Alcalá. Recuperado de: espiadellabo.com