Curso Online de Princípios de coordenação - Cristais

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Cristalografia e coordenação

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Cristalografia e coordenação

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  • PRINCÍPIOS DA COORDENAÇÃO

    PRINCÍPIOS DA COORDENAÇÃO

  • Introdução, Classificação geoquímica dos elementos; Abundância dos elementos químicos no universo e na crosta.
    Relação química com a classificação mineral; polimorfismo; Forças de ligação nos cristais; O princípio da coordenação.
    Tipo estrutural; variação na composição mineral por substituição iônica, acoplamento
    Solução sólida ou isomorfismo, Exsolução; pseudomorfos e mineralóides
    Dedução de uma fórmula química a partir da análise de um mineral

  • CÉLULA UNITÁRIA (unidade básica repetitiva da estrutura tridimensional)

    CÉLULA UNITÁRIA (unidade básica repetitiva da estrutura tridimensional)

    Célula Unitária

    Os átomos são representados como esferas rígidas

  • Um sólido cristalino é aquele que possui uma ordem a longa distância; seus átomos, moléculas ou íons ocupam posições específicas.

    Uma célula unitária é a unidade estrutural básica que se repete em um sólido cristalino.

    Célula unitária

    Células unitárias em 3 dimensões

    As esferas pretas representam:
    Átomos
    Moléculas
    Ions

    Um sólido amorfo não apresenta arranjo definido

  • NÚMERO DE COORDENAÇÃO

    Cl

    Na

  • Poderia ser o oposto mas por convenção escolhe-se o cátion

    N.C.: RC/RA

    Cátions são geralmente menores que ânions assim a razão máxima = 1.0

    NÚMERO DE COORDENAÇÃO

  • Substância pura
    quartzo – SiO2
    cianita – Al2SiO5

    Solução sólida - Plagioclásio (feldspato)
    albita NaAlSi3O8
    anortita CaAl2Si2O8

    CONCEITOS BÁSICOS - COMPOSIÇÃO QUÍMICA

  • NÚMERO DE COORDENAÇÃO

  • NÚMERO DE COORDENAÇÃO

  • ESTRUTURA CRISTALINA = arranjo periódico de ânions com cátions nos interstícios ( de Raios Iônicos); poucos cátions possuem R.I. > 1 Å e os ânions mais comuns possuem R.I. > 1 Å

    ESTRUTURA CRISTALINA = arranjo periódico de ânions com cátions nos interstícios ( de Raios Iônicos); poucos cátions possuem R.I. > 1 Å e os ânions mais comuns possuem R.I. > 1 Å

    Requisitos:
    ânions densamente empacotados;
    Cátions devem estar em contato com > número possível de ânions  interações eletrostáticas atrativas > eficientes, evitando repulsões e mantendo a estrutura estável.
    ESTABILIDADE da estrutura cristalina  fundamental p/ existência de um mineral:
    a) geométrica: tamanho relativo dos íons e modo de empacotamento;
    b) elétrica: equilíbrio eletrostático =  cargas positivas e negativas = 0

  • NÚMERO DE COORDENAÇÃO

    NÚMERO DE COORDENAÇÃO

    Chama-se o número de ânions em torno de um cátion coordenador central (e vice-versa) de NÚMERO DE COORDENAÇÃO (N.C.)

    O número de coordenação (N.C.) de um determinado íon resulta da relação entre os respectivos Raios Iônicos (R.I.) = R+/R-

    Para efeito de cálculo, admite-se que os íons se comportem como esferas rígidascálculo essencialmente GEOMÉTRICO

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Capítulos

  • PRINCÍPIOS DA COORDENAÇÃO
  • CÉLULA UNITÁRIA (unidade básica repetitiva da estrutura tridimensional)
  • ESTRUTURA CRISTALINA = arranjo periódico de ânions com cátions nos interstícios (? de Raios Iônicos); poucos cátions possuem R.I. > 1 Å e os ânions mais comuns possuem R.I. > 1 Å
  • NÚMERO DE COORDENAÇÃO
  • Exemplo de cálculo para coordenação trigonal planar
  • A posição ocupada pelos íons é associada aos vértices de um poliedro regular, chamado POLIEDRO DE COORDENAÇÃO. O poliedro mais simples é o trigonal planar (CO32-, BO32-, etc). O poliedro mais simples em 3 dimensões é o tetraedro (SiO4-4).
  • SISTEMA CÚBICO
  • SÍLICA
  • Regras de Pauling
  • PRINCÍPIOS DA COORDENAÇÃO NÚMERO DE COORDENAÇÃO
  • PRINCÍPIOS DA COORDENAÇÃO Forma de empacotamento dos íons
  • PRINCÍPIOS DA COORDENAÇÃO NÚMERO DE COORDENAÇÃO
  • O N.C. pode também ser influenciado pela P e T de cristalização do mineral: