Cristal
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Em química , mineralogia, e ciência de materiais , um cristal é um sólido , em que os constituintes átomos , moléculas ou iões são embalados em, um padrão que se repete regularmente ordenado que se estende em todas as três dimensões espaciais.
A palavra de cristal origina da palavra grega κρύσταλλος (krystallos) significado claro gelo , como ele foi pensado para ser uma forma especialmente sólida de água . A palavra certa vez se referiu particularmente ao quartzo , ou "cristal de rocha".
A maioria dos metais encontradas na vida cotidiana são policristais. Os cristais são frequentemente simetricamente para formar intercrescidas gêmeos de cristal.
A estrutura de cristal
Que estrutura de cristal do fluido irá formar depende da química do fluido, as condições em que está a ser solidificada, e também sobre a pressão ambiente. O processo de formação de uma estrutura cristalina é muitas vezes referida como cristalização.
Enquanto o processo de arrefecimento geralmente resulta na geração de um material cristalino, sob certas condições, o fluido pode ser congelada num estado não cristalino. Na maioria dos casos, este envolve o arrefecimento do fluido tão rapidamente que os átomos não podem viajar para os seus sítios da rede antes de perder a mobilidade. Um material não cristalino, que não tem ordem de longo alcance, é chamado de amorfa, vítreo, ou vítrea do material. É também muitas vezes referido como um sólido amorfo, embora existam diferenças distintas entre sólidos e vidros: mais notavelmente, o processo de formação de um vidro não liberta o calor latente de fusão. Por esta razão, termodinâmica, muitos cientistas consideram materiais vítreos de ser viscosos líquidos ao invés de sólidos , embora esta seja uma tema controverso; consulte a entrada em vidro para mais detalhes.
Estruturas cristalinas ocorrem em todas as classes de materiais, com todos os tipos de ligações químicas . Quase tudo de metal existe em um estado policristalino; metais amorfos ou de cristal único deve ser produzido sinteticamente, muitas vezes com grande dificuldade. Ionicamente ligados podem formar cristais após a solidificação de sais, quer a partir de um fluido fundido ou quando se condensa a partir de uma solução. Cristais ligados covalentemente também são muito comuns, exemplos notáveis sendo diamante , sílica , e grafite. Os materiais poliméricos geralmente formarão regiões cristalinas, mas o comprimentos das moléculas geralmente evita a cristalização completa. Fracas forças de Van der Waals também podem desempenhar um papel num cristal estrutura; por exemplo, este tipo de ligação segura vagamente juntos os hexagonais folhas -patterned em grafite.
A maioria dos materiais cristalinos têm uma variedade de defeitos cristalográficos. Os tipos e estruturas destes defeitos podem ter um efeito profundo sobre as propriedades dos materiais.
Outras características e significados
Desde a descoberta inicial, feito em 1982 pela Dan Shechtman, a aceitação do conceito ea palavra quasicrystal levaram o União Internacional de Cristalografia de redefinir o cristal termo para significar "qualquer sólido com um diagrama de difracção essencialmente discreto", deslocando assim o atributo essencial de cristalinidade do espaço posição de espaço de Fourier. Dentro da família de cristais distingue-se entre os cristais tradicionais, que são periódicas na escala atômica, e cristais aperiódicos que não são. Esta definição mais abrangente adoptado em 1996 reflete o entendimento atual que periodicidade microscópica é uma condição suficiente, mas não uma condição necessária para cristalinidade.
Embora o termo "cristal" tem um significado preciso dentro de ciência dos materiais e física do estado sólido, coloquialmente "cristal" refere-se a objetos sólidos que apresentam bem definidos e formas geométricas, muitas vezes agradáveis. Neste sentido da palavra, muitos tipos de cristais são encontrados na natureza. A forma destes cristais é dependente dos tipos de ligações moleculares entre os átomos de determinar a estrutura, bem como das condições sob as quais se formaram. Os flocos de neve , diamantes , e comum sal são exemplos comuns de cristais.
Alguns materiais cristalinos podem exibir propriedades especiais eléctricos, tais como o ou o efeito ferroeléctrica efeito piezoelétrico. Além disso, a luz que passa através de um cristal é muitas vezes refractada ou dobrada em direcções diferentes, a produção de um variedade de cores ; cristal óptica é o estudo desses efeitos. Em periódica estruturas dieléctricas uma gama de propriedades ópticas únicas pode ser esperado como serrado em cristais fotônicos.
Cristalografia é o estudo científico de cristais e formação de cristais.
Rochas cristalinas
Inorgânica importa , se livre para tomar essa estado físico em que é mais estável, tende sempre a cristalizar. Cristalina rocha massas têm consolidadas a partir aquoso solução ou fundido a partir do magma . A grande maioria das rochas ígneas pertencem a este grupo e o grau de cristalização depende principalmente das condições sob as quais eles solidificados. Tais como rochas de granito , as quais têm muito arrefecidos lentamente e sob grandes pressões, completamente cristalizado, mas muitas lavas foram derramado na superfície e arrefecida muito rapidamente; Neste último grupo de uma pequena quantidade de amorfo ou vítreo importa é freqüente. Outros rochas cristalinas, o evaporites como sal de rocha, gesso e alguns calcários têm sido depositados a partir da solução aquosa, principalmente devido a evaporação in árido climas . Ainda outro grupo, as rochas metamórficas , que inclui o mármores, micaxistos e quartzitos; são recristalizados, ou seja, eles estavam em primeiro rochas fragmentadas, como calcário, xisto e arenito e nunca estive em um condição de fundido nem totalmente em solução. As condições de alta temperatura e de pressão de metamorfismo ter agido sobre eles apagando as suas estruturas originais, e induzindo a cristalização no estado sólido.
