A clivagem é consistente com a simetria e ocorre ao longo de planos de fraqueza estrutural, que apresentam ligações atômicas fracas ou de um maior espaçamento reticular. Comente fazendo uma comparação com as ligações existentes em determinadas direções de uma estrutura cristalina.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão pede. Ela fala de clivagem em cristais, ou seja, como certos minerais se quebram preferencialmente ao longo de planos que seguem a simetria da rede. Esses planos de fraqueza têm ligações atômicas mais fracas ou um espaçamento reticular maior.
Conteúdo: cristalografia (planos cristalinos, índices de Miller, espaçamento reticular) e forças de ligação (iônica, covalente, metálica, van der Waals).
Conteúdo: cristalografia (planos cristalinos, índices de Miller, espaçamento reticular) e forças de ligação (iônica, covalente, metálica, van der Waals).
Passo 2
Primeiro, o que é clivagem? É a tendência de um cristal se romper em superfícies planas bem definidas, que estão de acordo com seus elementos de simetria. A simetria “reproduz” cada plano equivalente diversas vezes no cristal, então você sempre vê a mesma face de clivagem várias vezes.
Passo 3
Agora, por que esses planos são frágeis?
- Ligações atômicas mais fracas: em certos “andares” da estrutura os átomos interagem por força de van der Waals (pouco intensa), enquanto noutras direções eles estão ligados covalentemente ou iônicamente (bem mais forte).
- Maior espaçamento reticular: planos com índice de Miller baixo (por exemplo, (100) ou (001) num cúbico simples) têm distância entre camadas maior. No sistema cúbico, esse espaçamento é dado por
onde
é a aresta da cela unitária. Se
for grande, a densidade de ligações entre essas camadas cai, facilitando a clivagem.
Passo 4
Vamos comparar direções:
- Num cristal de grafita (hexagonal), dentro do plano basal (0001) cada átomo de carbono faz ligações covalentes fortes em rede plana. Entre esses planos, a interação é só van der Waals, bem fraquinha. Então a clivagem ocorre exatamente paralela a (0001), porque separar as camadas exige pouca energia.
- Na halita (NaCl), o empacotamento cúbico simples cria planos (100), (010) e (001) com muita reticulação iônica, mas como a geometria separa melhor os íons nessas direções, a clivagem acontece nesses planos. Em outras direções, as ligações iônicas estão “mais próximas” e é mais difícil quebrar.
Passo 5
Resumindo a comparação:
Direções com ligações fortes (covalente, iônica densa, metálica forte) → resistência à fratura.
Planos onde as ligações são fracas (van der Waals ou espaçamento reticular grande) → pontos de clivagem.
Direções com ligações fortes (covalente, iônica densa, metálica forte) → resistência à fratura.
Planos onde as ligações são fracas (van der Waals ou espaçamento reticular grande) → pontos de clivagem.
Resposta
A clivagem segue planos de simetria que coincidem com regiões de ligação fraca ou com maior espaçamento reticular. Nesses planos (identificados pelos menores índices de Miller e/ou pela natureza fraca das forças entre camadas) é muito mais fácil separar a estrutura. Já em direções onde as ligações atômicas são mais fortes e a densidade de átomos é maior, o cristal resiste e não se quebra tão facilmente.