O que é uma estrutura cristalina?
Muitos sólidos e alguns líquidos cristalinos têm um arranjo tridimensional regular, repetindo e tridimensional de átomos conhecidos como estrutura cristalina ou treliça de cristal. Por outro lado, um sólido amorfo é um tipo de material sólido, como vidro, que não possui uma estrutura repetida de longo alcance. Muitas das propriedades físicas, ópticas e elétricas de sólidos ou líquidos cristalinos estão intimamente relacionados à estrutura cristalina. As unidades repetidas de uma estrutura cristalina, compostas de pequenas caixas ou outras formas tridimensionais, são chamadas de "células". Muitas dessas células são agrupadas em uma estrutura ordenada e repetida para compensar a estrutura geral.
A estrutura cristalina de um material cristalino pode afetar muitas das propriedades gerais desse material. É um dos principais fatores definidores que afetam as propriedades ópticas do material, por exemplo. A estrutura cristalina também afeta significativamente a reatividade do material cristalino, pois determina o arrangement de átomos reativos nas bordas e faces externas do sólido ou líquido cristalino. Outras características materiais importantes, incluindo propriedades elétricas e magnéticas de alguns materiais, também são determinadas em grande parte pela estrutura cristalina.
Mineralogistas, cristalógrafos, químicos e físicos frequentemente estudam materiais cristalinos em ambientes de laboratório. Alguns aspectos simples das estruturas cristalinas podem ser determinados através de medições geométricas simples, mas vários métodos baseados na difração de raios-X, nêutrons, elétrons ou outras partículas permitem determinações muito mais fáceis e precisas da estrutura. Alguns pesquisadores estão preocupados apenas em determinar a estrutura de um determinado material cristalino, enquanto outros estão mais interessados em determinar como essa estrutura se conecta às outras propriedades do material. Ainda outros pesquisadores estão interessados em encontrar aplicativos úteisPara vários materiais baseados em suas estruturas, e alguns até tentam sintetizar novos sólidos e líquidos cristalinos com base nas propriedades esperadas de suas estruturas desejadas.
Deve -se notar que, embora os materiais cristalinos teóricos sejam compostos por uma série perfeita e consistente de unidades repetidas, os cristais reais tendem a ter falhas. Essas falhas são, na maioria dos casos, simplesmente irregularidades na estrutura cristalina regular. Em alguns casos, isso ocorre quando um átomo ocupa um lugar diferente em uma determinada estrutura cristalina do que normalmente. As diferentes propriedades desse átomo podem ter impactos substanciais sobre como as unidades estruturais do cristal se organizam em torno dele. Da mesma forma, os defeitos ou irregularidades de cristais reais podem ter impactos substanciais nas propriedades gerais do material cristalino.