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Estruturas cristalinas A 2 X 3 e ABX 3 Tipo A 2 X 3 (coríndon) Tipo ABX 3 (perovskita e Calcita-Aragonita)

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1 Estruturas cristalinas A 2 X 3 e ABX 3 Tipo A 2 X 3 (coríndon) Tipo ABX 3 (perovskita e Calcita-Aragonita)

2 Estruturas cristalinas A 2 X 3 Relação cátion – ânion = 2:3 Sistemas cristalinos: trigonal (romboédrico), ortorrômbico, monoclínico e tetragonal (mais raro) Exemplos de minerais: óxidos e sulfetos = Hematita (Fe 2 O 3 ), Coríndon (Al 2 O 3 ), Estibnita (Sb 2 S 3 ), Bismutina (Bi 2 S 3 ), Braunita (Mn 2 O 3 )

3 1-Empacotamento de ânions (HCP de O -2 ) origina vazios (sítios) onde os cátions se alojam. 2-A razão dos raios (cátion/ânion) é usada para prever o tipo de sítio a ser ocupado (tetraédricos ou octaédricos). 3-Os cátions com sua esfera de coordenação, formam poliedros, que se combinam nas três dimensões, dando origem à estrutura cristalina.

4 Estrutura do coríndon - Al 2 O 3 y x c A B A A B A B B Camada de O 2- com camada de cátions em sítios octaédricos. Apenas 2/3 dos sítios estão ocupados. O 2- - HCP - linhas AB....intercaladas por cátions lateralmente deslocados

5 Estrutura do coríndon Sistema hexagonal (romboédrica) a =4,95; c =13,78; Z=6 N.C. Al 3+ = 6 Hábito: cristais hexagonais tabulares ou prismáticos (colunares). Formas piramidais + pinacóides resultam em aparência de barril ou baú Clivagem ausente ou irregular Dureza 9; d 4,02

6 corimpurezanomeuso azulFe 2+ Ti 4+ safiragema incolorpuro, Ga 3+ coríndon vermelhoCr 3+ (0,1%)rubigema amareloFe 3+ safira amarelagema amareloNi 3+ sintético vermelhoTi 3+ coríndon dopado com Ti sintético – laser do estado sólido Usos do coríndon; material ótico resistente a risco, proteção anti-arranhões de relógios sofisticados, janelas de veículos espaciais e satélites (por sua transparência no UV e IV) e como abrasivo.

7 Outro mineral A 2 X 3 hematita Fe 2 O 3 N.C. Fe 3+ = 6 Dureza 5,5 a 6,5 Hábito: lamelar (às vezes terroso), tabular e romboédrico É o mineral de ferro mais comum

8 Estruturas cristalinas ABX 3 Um grande número de compostos importantes do ponto de vista geológico, cristaloquímico e de aplicação pertence a esta classe de estruturas. A e B podem ser cátions mono a pentavalentes Sistemas cristalinos: trigonal (romboédrico) (calcita); hexagonal (aragonita e ilmenita), e cúbico (perovskita) Exemplos de minerais: óxidos e carbonatos = ilmenita (FeTiO 3 ), perovskita (CaTiO 3 ), calcita e aragonita (CaCO 3 )

9 Ilmenita (FeTiO 3 ) = isoestrutural ao coríndon Al 2 O 3 ; pode ser visualizada como uma derivada mista, em que cátions de valências diferentes substituem o mesmo íon da estrutura-tipo. O equilíbrio eletrostático se mantém pela soma das cargas: em cada camada todos os cátions são ou Fe 2+ ou Ti 4+, alternados, de forma que estes íons estão sempre lado a lado. Se a diferença de RI for grande (íons como Na +, Ba 2+, Sr 2+, Ca 2+, Pb 2+ ) estrutura tipo Perovskita (NC = 12)

10 Perovskita (CaTiO 3 ) Ti - vértices O – meio das arestas Ca – centro Não é rigorosamente cúbico porque os ângulos da cela unitária são de 90° 40 (pseudo- cúbica). Interesse econômico: Ce, Nb, Th, La, Nd e outras TR. Ti também é extraído.

11 Perovskita Ti- Coordenação octaédrica com O 2 2- Ca 2+ - centro Não possui muita flexibilidade para acomodar íons diferentes; o cátion pode variar.

12 Estrutura da calcita - CaCO 3 Derivada da estrutura da halita distorcida (cf. Bragg), com Ca 2+ (NC= 6) no lugar de Na + e CO 3 2- no lugar de Cl -. O ânion CO 3 2- distorce a cela unitária cúbica da halita em uma cela romboédrica.

13 Estrutura da calcita Grupo da calcita (CaCO 3 ) cátion A com RI < Ca : magnesita (Mg), siderita (Fe), rodocrosita (Mn), smithsonita (Zn), esferocobaltita (Co) Sistema hexagonal (romboédrico) a = 4,99 Z = 6

14 Na aragonita o NC do Ca 2+ é 8 > P de formação). Os ânions (CO 3 ) 2- arranjam-se em camadas perpendiculares ao eixo c, alternando a direção em cada camada, dando origem ao hábito pseudohexagonal da aragonita, mas ela é classificada como ortorrômbica: a= 4,95, b =7,96, c = 5,73 Z = 4 Isoestruturais: cerussita (Pb), estroncianita (Sr) e whiterita (Ba). RI > Ca Estrutura da aragonita - CaCO 3


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