Conceitue estrutura cristalina e cite exemplos de materiais cristalinos.

Passo 1

O enunciado pede que a gente explique o que é uma estrutura cristalina e, depois, cite alguns materiais que apresentam essa característica. O conteúdo aqui é a noção de rede cristalina, célula unitária e exemplos práticos.

Passo 2

Uma estrutura cristalina é o arranjo ordenado e periódico de átomos, íons ou moléculas no espaço tridimensional, de forma que esse padrão se repete em todas as direções. Para descrever esse arranjo usamos dois conceitos-chave:
• A rede de Bravais, que é o conjunto infinito de pontos (vértices) obtidos por translações inteiras de um vetor base.
• A célula unitária, que é o menor “tijolinho” desse padrão, contendo a informação sobre posições relativas dos constituintes (também chamado de motivo).

Passo 3

Dependendo de como esses vetores de translação se relacionam, existem 14 tipos de redes de Bravais agrupadas em 7 sistemas cristalinos (cúbico, tetragonal, ortorrômbico, hexagonal, trigonal, monoclínico e triclínico). Cada sistema descreve diferentes simetrias e relações de comprimentos e ângulos dos vetores que formam a célula unitária.

Passo 4

Para fixar, veja alguns exemplos de materiais cristalinos e suas estruturas típicas:
• Metais férricos: ferro alfa \alpha-Fe) em rede cúbica de corpo centrado (bcc).
• Metais nobres: cobre ( \text{Cu} e alumínio \text{Al} em rede cúbica de faces centradas (fcc).
• Diamante (carbono): rede cúbica de faces centradas com base tetraédrica (estrutura diamante).
• Halita \text{NaCl}: rede cúbica fcc com anions Cl ^- e cations Na ^+.
• Quartzo \text{SiO}_2: sistema trigonal ou hexagonal, muito usado em relógios de precisão.
• Semicondutores: silício \text{Si} e germânio \text{Ge} na estrutura diamante.

Resposta

A estrutura cristalina é o arranjo periódico e repetitivo de átomos, íons ou moléculas no espaço, descrito por redes de Bravais e células unitárias. Exemplos de materiais cristalinos incluem:
  • Metais como ferro alfa \alpha-Fe, bcc), cobre ( \text{Cu}, fcc) e alumínio ( \text{Al}, fcc).
  • Diamante (célula unitária do tipo diamante).
  • Halita ( \text{NaCl} em estrutura cúbica fcc.
  • Quartzo \text{SiO}_2 no sistema trigonal/hexagonal.
  • Semicondutores como silício \text{Si} e germânio \text{Ge}.

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