Estruturas cristalinas A2X3 e ABX3

Apresentação em tema: "Estruturas cristalinas A2X3 e ABX3"— Transcrição da apresentação:

1 Estruturas cristalinas A2X3 e ABX3
Tipo A2X3 (coríndon) Tipo ABX3 (perovskita e Calcita-Aragonita)

2 Estruturas cristalinas A2X3
Relação cátion – ânion = 2:3 Sistemas cristalinos: trigonal (romboédrico), ortorrômbico, monoclínico e tetragonal (mais raro) Exemplos de minerais: óxidos e sulfetos = Hematita (Fe2O3), Coríndon (Al2O3), Estibnita (Sb2S3), Bismutina (Bi2S3), Braunita (Mn2O3)

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 - Al2O3
B A’ B’ A” B” y x Camada de O2- com camada de cátions em sítios octaédricos. Apenas 2/3 dos sítios estão ocupados. c O2- - HCP - linhas AB....intercaladas por cátions lateralmente deslocados

5 Sistema hexagonal (romboédrica)
a =4,95; c =13,78; Z=6 N.C. Al3+ = 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 Estrutura do coríndon

6 cor impureza nome uso azul Fe2+ Ti4+ safira gema incolor puro, Ga3+
coríndon vermelho Cr3+ (0,1%) rubi amarelo Fe3+ safira amarela Ni3+ sintético Ti3+ 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 A2X3 hematita Fe2O3
N.C. Fe3+ = Dureza 5,5 a 6,5 Hábito: lamelar (às vezes terroso), tabular e romboédrico É o mineral de ferro mais comum

8 Estruturas cristalinas ABX3
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 (FeTiO3), perovskita (CaTiO3), calcita e aragonita (CaCO3)

9 Ilmenita (FeTiO3) = isoestrutural ao coríndon Al2O3 ; 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 Fe2+ ou Ti4+ , alternados, de forma que estes íons estão sempre lado a lado. Se a diferença de RI for grande (íons como Na+, Ba2+, Sr2+, Ca2+, Pb2+)  estrutura tipo Perovskita (NC = 12)

10 Perovskita (CaTiO3) 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 Ti- Coordenação octaédrica com O22-
Perovskita Ti- Coordenação octaédrica com O22- Ca2+- centro Não possui muita flexibilidade para acomodar íons diferentes; o cátion pode variar.

12 Estrutura da calcita - CaCO3
Derivada da estrutura da halita distorcida (cf. Bragg), com Ca2+ (NC= 6) no lugar de Na+ e CO32- no lugar de Cl-. O ânion CO32- distorce a cela unitária cúbica da halita em uma cela romboédrica.

13 Sistema hexagonal (romboédrico)
Estrutura da calcita Sistema hexagonal (romboédrico) a = 4, Z = 6 Grupo da calcita (CaCO3)  cátion A com RI < Ca : magnesita (Mg), siderita (Fe), rodocrosita (Mn), smithsonita (Zn), esferocobaltita (Co)

14 Estrutura da aragonita - CaCO3
Na aragonita o NC do Ca2+ é 8 > P de formação). Os ânions (CO3)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