Transcript CRISTAL·LOGRAFIA
CRISTAL·LOGRAFIA
CRISTAL·LOGRAFIA
1.
2.
3.
1.
2.
3.
1.
2.
1.
2.
Nocions Bàsiques Estats i Transicions de la Matèria Definició de Cristall Tipus de sòlids segons el seu
ordre intern
Classificació Cristal·logràfica Estructura Cristal·lina Grups de Simetria Formació d’un Cristall Processos de formació Ritme de Creixement i Defectes Cristal·logràfics
Confinament Magnètic
NOCIONS BÀSIQUES
Sublimació Fusió Solidificació Cristal·lització Condensació Liquació Ebullició Vaporització Depositació Compressió Nuclear Ionització
NOCIONS BÀSIQUES
Un cristall o sòlid cristal·lí és un material sòlid el qual els seus constituents d'àtoms, molècules o ions es disposen en un patró ordenat que s'estén en les tres dimensions espacials. A més de la seva estructura microscòpica, els cristalls grans són generalment identificables per la seva forma geomètrica macroscòpica, formada per cares planes amb orientacions específiques
Sòlids Cristal·lins
NOCIONS BÀSIQUES
Sòlids Policristal·lins Sòlids Amorfs Roques Ígnees [SS@HP] (Granit) Roques Metamòrfiques (Marbres, Esquists –mica, talc, grafits-, Quars) Evaporites (Hàlits –NaCl-, Guixos –CaSO 4 -) Gel (Calcita (Flocs de Neu) Cristalls Organogènics –CaCO 3 - en moluscs i Hidroxilapatita Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 en vertebrats) Metalls i Aliatges Ceràmiques Gels (Ice) Roques Ígnees (FS@LP) Vidres Gels (Gelatines) Materials Nano estructuralitzats, Capes Fines Mineraloides (obsidiana, òpal, carbó, àmbar)
CLASSIFICACIÓ CRISTAL·LOGRÀFICA
Estructura Cristal·lina Cel·la Unitat
: llavor de la xarxa de Bravais que s’exten en 3D per formar el cristall macroscòpic.
CLASSIFICACIÓ CRISTAL·LOGRÀFICA
Grups Espaials de Simetria
Existeixen 219 simetries o formes diferents d’empaquetar els àtoms en la cel·la unitat d’un cristall. Aquestes s’agrupen en
7 Sistemes Cristalins
:
CLASSIFICACIÓ CRISTAL·LOGRÀFICA
Sistema de Simetria: TRICLÍNIC
Rodonita [ MnSiO 3 ] Microclina [ KAlSi 3 O 8 ] Turquesa [ CuAl 6 (PO 4 ) 4 (OH) 8 ·4H 2 O ] Plagioclasa [CaAl 2 Si 2 O 8 ]
CLASSIFICACIÓ CRISTAL·LOGRÀFICA
Sistema de Simetria: MONOCLÍNIC
Hilgardita [ Ca 2 B 5 O 9 Cl·H 2 O ]
Primitiu Centrat a la Base
Guix de Selenita [CaSO 4 ·2H 2 O] Halotriquita [FeAl 2 (SO 4 ) 4 ·22H 2 O]
CLASSIFICACIÓ CRISTAL·LOGRÀFICA
Sistema de Simetria: ORTORÒMBIC Primitiu Centrat a la Base
Olivina [(Mg,Fe) 2 SiO 4 ] Marcassita [ FeS 2 ]
Centrat al Cos Centrat a les Cares
Hemimorfita [ Zn 4 Si 2 O 7 (OH) 2 ·H 2 O ] Aragonita [CaCO 3 ]
CLASSIFICACIÓ CRISTAL·LOGRÀFICA
Sistema de Simetria: TETRAGONAL Primitiu
Tugtupita [ Na 4 AlBeSi 4 O 12 Cl ] Cupropirita [ CuFeS 2 ] Rútil [ TiO 2 ]
Centrat al Cos
Wulfenita [ PbMoO 4 ] Diaboleïta [ Pb 2 CuCl 2 (OH) 4 ] Cristobalita [ SiO 2 ]
CLASSIFICACIÓ CRISTAL·LOGRÀFICA
Sistema de Simetria: TRIGONAL/ROMBOÈDRIC
Ilmenita [ FeTiO 3 ] Quars [ SiO 2 ] Jarosita [KFe 3+ 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 ] Dolomita [ (CaMg)(CO 3 ) 2 ]
CLASSIFICACIÓ CRISTAL·LOGRÀFICA
Sistema de Simetria: HEXAGONAL
Benitoïta [ BaTiSi 3 O 9 ] Vanadinita [ Pb 5 (VO 4 ) 3 Cl ] Apatita [ Ca 5 (PO 4 ) 3 (F,Cl,OH) ] Beril·lè [ Be 3 Al 2 (SiO 3 ) 6 ]
CLASSIFICACIÓ CRISTAL·LOGRÀFICA
Sistema de Simetria: CÚBIC Primitiu
Eferalita [ ZnS ] Ulmanita [ NiSbS ] Petzita [ Ag 3 AuTe 2 ]
Centrat al Cos Centrat a les Cares
Pirita [ FeS 2 ] Galena [ PbS ]
Trancisió de Fase
Condicions prèvies: Substància en un estat meta-estable Discontinuïtat en el canvi de Volum respecte la Temperatura (dV/dT) Balanç energètic negatiu respecte a la fase prèvia a la fase cristal·lina
FORMACIÓ D’UN CRISTALL
Estadi de Nucleació
Procés lent en què els ions presents en la fòrmula química del cristall estableixen els enllaços per formar la cel·la unitat que farà de llavor de l’enreixat de Bravais
Estadi de Creixement
Procés relativament ràpid en el qual nous ions es van afegint als vèrtex de les cel·les adjacents a la cel·la unitat extenent la seva simetria en 3D i engreixant el cristall en totes les direccions
FORMACIÓ D’UN CRISTALL
FORMACIÓ D’UN CRISTALL
Consideracions respecte el Ritme de Creixement del Cristall
El creixement d’un cristall implica sempre un transport de matèria i/o de calor La taxa de creixement de la cara sencera d’un cristall està determinada per la força motriu (nivell de sobresaturació) al punt predominant de creixement (per exemple, una dislocació, una partícula estranya que actua com a catalitzador o una nova nucleació a les vores de la cara del cristall) Un cristall que creixi lentament tendirà a mantenir una estructura ordenada Un cristall que creixi ràpidament tendirà a presentar
defectes
FORMACIÓ D’UN CRISTALL
Defectes Cristal·logràfics
Vacants Defectes Intersticials Dislocacions Impureses Dopatges Twinning Diamand de C pur Diamand amb impureses de B Les impureses són la única diferència entre el Rubí i el Safir, ambós minerals de la família dels Corindons (Al 2 O 3 )
L’estructura cristal·lina i sobretot els defectes determinen les propietats físiques del cristall com la seva duresa, resistència a la deformació, conductivitats elètrica i tèrmica, etc.