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:: Sábado, 01 de Novembro de 2014 ::
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    O Cristal e sua Formação

    Substâncias de aparências tão diversas, como o diamante, o sal de cozinha e o gelo, têm em comum a natureza cristalina. As formas e cores que muitos cristais apresentam decorrem da ação de forças físico-químicas da matéria, postas em jogo em circunstâncias especiais.

    Denomina-se cristal o sólido cuja estrutura é integrada de unidades regulares que se repetem para constituir um retículo, ou rede tridimensional, também chamada malha. As unidades têm forma de poliedros, sólidos geométricos cujas faces - também chamadas planos - são poligonais: triangulares, quadradas, pentagonais, hexagonais etc.

    Estrutura e formação - A simetria é uma característica fundamental dos cristais. Os elementos que o constituem se situam em posições simétricas em relação a um ponto, eixo ou plano. No caso de que dois elementos se disponham simetricamente em relação a um ponto, este se denomina centro de simetria; se a referência for um segmento de reta, este denomina-se eixo de simetria e, no caso de uma superfície, esta se chama plano de simetria.

    Os cristais e, em geral, as rochas e os minerais, sofrem a ação de poderosas forças de distorção no interior da Terra. Sua gênese é influenciada pela intervenção de forças de atração entre os átomos, as moléculas e os íons (átomos com carga elétrica) que compõem a matéria, determinando o modo como essas partículas se ordenam espacialmente e formam corpos regulares. Cada mineral cristalizado apresenta seu próprio padrão ou ordenação: o sal comum, por exemplo, composto de íons de cloro e sódio, gera cristais cúbicos, em forma de dados microscópicos. Outras substâncias adotam estruturas prismáticas de base triangular, ortorrômbica etc.

    São muito variados os processos de formação dos cristais. Às vezes, eles se produzem quando uma substância passa do estado líquido ao sólido, como ocorre com a água ao se transformar em gelo. Em outros casos, a cristalização sobrevém quando um composto em solução aquosa sofre evaporação contínua até que se concentra e cristaliza. Exemplo desse comportamento é o do sal comum, obtido por evaporação da água do mar em salinas. Também pode ocorrer a cristalização por reação química de duas substâncias em solução, com posterior precipitação de cristais.

    Cristalografia e sistemas cristalográficos - Cristalografia é a ciência que estuda a estrutura e as propriedades dos corpos cristalinos. As leis mais gerais da cristalografia são: (1) lei da constância dos diedros, segundo a qual o ângulo formado por duas faces de um cristal tem valor constante, independentemente do tamanho e da regularidade que esse cristal apresente; e (2) lei da simetria, segundo a simetria entre os elementos homólogos de um cristal - faces, arestas ou vértices - se mantém invariável quando esses elementos sofrem modificação simultânea e de mesma natureza. Se, numa estrutura cristalina, um dos prismas apresenta uma aresta biselada, também estarão assim as restantes.

    Em função das características que se verificam em cada malha, estabeleceram-se sete sistemas cristalográficos diferentes, cada um dos quais se distingue por apresentar os mesmos elementos de simetria, sejam estes eixos, planos ou centros. Todo cristal em estado natural pode ser enquadrado num desses sistemas, dos quais os três últimos incluem formas geométricas complexas.

    Sistema cúbico - No sistema isométrico, regular ou cúbico, a unidade fundamental é o cubo ou hexaedro, sólido de seis faces quadradas. Nesse mesmo sistema aparecem cristais em forma de octaedro, com oito faces triangulares; de tetraexaedro, com 24 faces triangulares; de tetraedro, com quatro faces triangulares etc. Cristalizam nesse sistema, entre outros minerais, a pirita e a magnetita, que contêm ferro; a cuprita, minério de cobre; a galena, de chumbo; a blenda, de zinco; o cloreto de sódio, ou sal de cozinha etc.

    Sistema hexagonal - A unidade básica do sistema hexagonal é o prisma de seis faces retangulares com duas bases hexagonais, mas ele pode apresentar cristais sob a forma de outros sólidos geométricos, como o romboedro, de seis faces rômbicas. São assim os cristais de quartzo; o coríndon, que contém alumínio e do qual algumas variedades constituem o rubi e a safira; o cinábrio, minério de mercúrio etc.

    Sistema tetragonal - A bipirâmide de base quadrada é a unidade básica do sistema tetragonal, a que pertence a cassiterita, minério de estanho.

    Sistema ortorrômbico - No sistema ortorrômbico ou binário, que tem como unidade básica o prisma de base retangular, ocorre a cristalização de alguns minérios de enxofre.

    Sistema trigonal - Os cristais de calcita, que contêm cálcio, se enquadram no sistema romboédrico ou trigonal.

    Sistema monoclínico - No sistema monoclínico cristalizam as combinações de cobre, malaquita e azurita.

    Sistema triclínico - A amazonita e a rodonita, minérios que contêm, respectivamente, alumínio e manganês, cristalizam no sistema triclínico.

    Os cristais não devem ser considerados como meros sólidos geométricos. Não obstante a importância da forma poliédrica externa, ela é insuficiente para definir o cristal. Mais importante é a estrutura interna, ou seja, a disposição regular das partículas que constituem o cristal.

    Encontrados na natureza em grupos, os cristais podem assumir formas de grande beleza e aparência singular. Entre esses conjuntos contam-se os geodos, típicos do quartzo, cujos cristais se aglomeram no interior de uma rocha ou numa cavidade; as drusas, que se estendem por superfícies mais ou menos planas; os dendritos, agrupamentos de aspecto arborescente; e as maclas, em que aparecem dois ou mais cristais unidos e imbricados total ou parcialmente, caso que se manifesta de modo especial no gesso, na pirita e no quartzo.

    Propriedades - O estado de cristal caracteriza-se principalmente pelas seguintes propriedades físicas: dureza, elasticidade, capacidade de esfoliação (separação em forma de lâminas), brilho, cor, susceptibilidade à eletrização por pressão (piezeletricidade) ou por calor (pireletricidade) e capacidade de magnetização. A principal propriedade química dos cristais denomina-se polimorfismo e consiste na capacidade de cristalizar em dois sistemas diferentes, caso do carbono, que forma cristais no sistema cúbico (diamante) e no hexagonal (grafita).

    Aplicações - Os cristais de maior dureza, como o diamante, são aplicados na indústria para cortar materiais resistentes. Outros, como o quartzo e a calcita, são empregados na fabricação de instrumentos, máquinas e ferramentas, como, por exemplo, transistores e microscópios.

    As pedras preciosas são, em geral, cristais diáfanos e duros, suscetíveis de corte e polimento. Entre as mais apreciadas estão o diamante, o rubi, a esmeralda, o topázio e a safira, usados na fabricação de jóias. O material comumente conhecido como cristal é, na verdade, vidro incolor de grande transparência, resultado da mistura e da fusão de areia de sílica com outras substâncias. Utiliza-se na confecção de taças, luminárias e objetos de decoração.

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