O que é um sólido cristalino?

Um sólido cristalino é um tipo de matéria que tem seus átomos, íons ou moléculas dispostos em um padrão de repetição tridimensional regular chamado retículo. A disposição de suas unidades componentes dá a um sólido cristalino certas características físicas que podem variar de acordo com o padrão. Todos os cristais caem em uma das sete formas básicas possíveis. Algumas dessas formas têm mais de um possível padrão de treliça, das quais há 14 no total.

As unidades de uma rede sólida cristalina, sejam átomos, íons ou moléculas, são ligadas entre si, dando ao sólido uma estrutura forte. Essa estrutura regular torna os cristais particularmente resistentes à compressão. Eles podem ser quebrados ou esmagados com força suficiente, é claro, mas é muito difícil compactá-los. Alguns tipos de ligações são mais fortes que outros, mas todos os cristais exibem essa propriedade em algum grau. A estrutura de um cristal é composta de unidades chamadas células, as menores unidades repetitivas da estrutura.

A estrutura de treliça regular fornece uma força enorme a alguns tipos de cristais. O diamante, conhecido como a substância mais dura que ocorre naturalmente, deve sua dureza à maneira como os átomos de carbono que formam sua estrutura se encaixam em sua estrutura cristalina. Outros sólidos cristalinos comuns são açúcar, sal-gema e alguns grãos de areia como os de quartzo. Os sólidos cristalinos ocorrem na natureza na forma de muitos tipos de gemas e minerais preciosos e até alguns materiais orgânicos.

Os cristais caem em sete formas básicas. Essas formas raramente são encontradas na natureza em perfeita forma geométrica, mas os cristais de uma substância em particular sempre formarão sua forma característica ou compósitos de mais de uma. Três das formas básicas de cristal são sólidos regulares, cúbicos ou retangulares em ângulo reto. Uma quarta forma é um sólido hexagonal e as outras três são todos sólidos retangulares com algumas arestas que se encontram em ângulos diferentes de noventa graus. Algumas substâncias podem formar formas de cristal compostas, mas todas são combinações das sete formas básicas de cristal.

Dentro das formas básicas de cristal, são possíveis 14 treliças diferentes. As treliças referem-se à maneira particular em que os átomos, íons ou moléculas são organizados no cristal; o tipo da treliça afeta a forma do cristal. Essas treliças também ajudam a determinar as propriedades físicas do cristal, como a forma como o cristal se quebra, a maneira como ele refrata ou dobra a luz que passa por ele e seu ponto de fusão.