CRISTAL·LOGRAFIA

download report

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 [[email protected]] (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 ([email protected])  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

:

Triclinic

Monoclínic

Ortoròmbic

Tetragonal

Trigonal

Hexagonal

Cúbic

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.