Cristais

Por: Prof. Marcus Cabral

Quando se fala em cristal, provavelmente todas as pessoas têm uma ideia bastante clara do que se está falando. Mas essa palavra é muitas vezes fonte de enganos e falsos conceitos.

Estrutura atômica do vidro e do cristal

Substância Cristalina

Uma das propriedades características dos minerais é a estrutura cristalina. Ao contrário das substâncias amorfas, como madeira, plásticos e vidros, as substâncias cristalinas possuem um arranjo ordenado dos átomos, íons ou moléculas que a constituem. Esse empilhamento regular dos átomos é que explica as faces planas dos cristais. 

A matéria cristalina assemelha-se a um bloco feito de tijolos. Cada espécie mineral tem um tipo de tijolo, chamado célula unitária, que se repete ordenadamente em todas as direções. 

Na formação dos vidros, o resfriamento se dá rapidamente e, com isso, os átomos perdem mobilidade antes que tenham tido tempo de se empilhar de maneira ordenada. Um exemplo é a obsidiana, um vidro natural de origem vulcânica. Ela é estudada com os minerais, mas não tem estrutura cristalina (daí ser considerada um mineraloide).

Cristal

A palavra cristal vem do grego krustallos e significa tanto gelo quanto quartzo. Antigamente pensava-se que o quartzo incolor fosse gelo supercongelado, de modo que nunca derretia.

O estudo dos cristais é chamado de cristalografia.

Sabendo o que é substância cristalina, podemos dizer que cristal é um corpo formado de matéria cristalina, em virtude da qual pode exibir externamente faces planas. Essas faces aparecerão na sua totalidade quando a cristalização se der em condições geológicas ideais, sem que o crescimento de um cristal interfira no crescimento de outro, por exemplo.

Um mineral é, por definição, uma substância inorgânica, mas um cristal não o é necessariamente, pois há cristais orgânicos, como os de açúcar, por exemplo. 

As formas dos cristais são muito variadas e vão desde um cubo simples, como o cristal de pirita da foto 1, até formas muito complexas, como as da fenaquita ou de algumas granadas, por exemplo.

O quartzo que se vê na foto 3 combina um prisma vertical de seis faces com pirâmides nas extremidades. A foto 2 mostra magnetita na forma de octaedros, forma que equivale a duas pirâmides de base quadrada unidas por essa base.

Foto 1 - cubo de pirita

Foto 2 - octaedros de magnetita

Foto 3 - combinação de prisma e pirâmides no quartzo

Os cristais são poliedros convexos (Lei da Convexidade), ou seja, sem reentrâncias. Se um cristal mostrar alguma reentrância, trata-se de um agrupamento de pelo menos dois cristais. 

As faces dos cristais são planas e limitadas por arestas retilíneas (Lei das Faces Planas). Uma forma cristalina tem um número de faces geralmente par e não maior que 48 (Lei do Número de Faces). Se a quantidade de faces for maior que 48, trata-se de uma combinação de formas e não uma forma simples. A única forma cristalina de 48 faces que se conhece é o hexaoctaedro, encontrada em granadas. 

Nem sempre os cristais aparecem na natureza completos, com todas as suas faces. Aliás, na maioria das vezes eles não são perfeitos assim. Por isso, eles são classificados em euédricos (os que possuem todas as faces), subédricos (os que possuem algumas, mas não todas) e anédricos, se não mostram nenhuma face cristalina.

Foto 4 - cristal euédrico de granada

Foto 5 - cristais subédricos de topázio

Foto 6 - cristal anédrico de ouro

Alguns minerais habitualmente aparecem na natureza em cristais bem formados. São exemplos as granadas, a pirita e as turmalinas. Outros raramente aparecem assim, sendo na grande maioria das vezes maciços. Ex.: malaquita, quartzo rosa, calcopirita e bornita. O quartzo incolor, visto na foto 3, é usualmente chamado de cristal de rocha. É uma denominação infeliz, uma vez que minerais formam cristais e as rochas são formadas de minerais. Assim, chamar um mineral de cristal de rocha é algo como chamar uma fruta de fruta de árvore. 

Mas, apesar de inadequada, a denominação é muito usada em português, inglês (rock crystal), italiano (cristallo di rocca), espanhol (cristal de roca), francês (cristal de roche) etc. 

Assim, admite-se seu uso por já estar consagrado. Mas o que é condenável é chamar o quartzo incolor de cristal apenas, como se vê muitas vezes no Brasil.

Formação dos Cristais

Os cristais podem formar-se de quatro maneiras diferentes: 

a) A partir de uma solução – um exemplo são os sais dissolvidos na água. À medida que a água evapora, vai aumentando a concentração de sal até um ponto em que ele começa a precipitar na forma de cristais.

b) A partir de uma fusão – são os cristais que se formam quando ocorre o resfriamento do magma (no interior da crosta) e da lava (na superfície).

c) A partir de vapores – como os cristais de neve ou outros, formados em exalações vulcânicas.

d) Por recristalização – nos processos metamórficos, quando um mineral se transforma em outro, sem deixar o estado sólido.


Arranjos Cristalinos

 

Assim como frutas podem se reunir em cachos ou pencas, os cristais podem aparecer agrupados.

Quando eles crescem aproximadamente paralelos uns aos outros sobre uma superfície plana, constituem uma drusa. 

Se revestem a parte interna de uma cavidade, crescendo a partir da parede rumo ao centro da cavidade, constituem um geodo. 

Dependendo da pressão dos gases na formação dos cristais, a drusa ou o geodo terá poucos cristais de grande tamanho (pressão baixa) ou muitos cristais de pequeno tamanho (pressão alta).

Drusa de citrino

Geodo de ametista (serrado ao meio)

Produzindo Cristais em Casa
 

Um belo e delicado arranjo cristalino pode ser produzido em casa. Mistura-se água e sulfato de amônia em um recipiente ao qual se adiciona uma pedra para servir de base e deixa-se o recipiente sem tampa e em absoluto repouso por duas a três semanas (vai depender da temperatura e da umidade do ar). A solução deve cobrir a pedra, de modo que o tamanho do recipiente deve ser escolhido prevendo-se isso.

Com o passar do tempo, a água vai evaporando e cristais vão se formando sobre a pedra. Os cristais abaixo foram obtidos pelo autor dessa maneira. (Também cristais de açúcar bem maiores do que aqueles usados para adoçar alimentos podem ser obtidos em casa.)

Cristal Sintético

Cristal Sintético

Cristais Líquidos

Dá-se o nome de cristal líquido a um material que se apresenta num estado especial da matéria, entre líquido e sólido, chamado estado mesomórfico. 

Nesse estado, a matéria apresenta propriedades físicas típicas dos líquidos, como fluidez e mobilidade molecular, mas também dos sólidos, como birrefringência e anisotropia óptica e elétrica.

Os cristais líquidos foram descobertos em 1888 pelo botânico austríaco Friederich Reinitzer em tecidos vegetais. Eles são geralmente orgânicos e com uma dimensão maior que as demais, tendo forma de bastões ou discos. 

Os cristais líquidos têm ampla utilização em eletrônica, por exemplo na fabricação de telas de televisão, monitores diversos, painéis de leitura em aparelhos eletrodomésticos, calculadoras, relógios e termômetros.

Cristal Que Não é Cristal
 

Existe um material amplamente conhecido como cristal, mas que não se trata de matéria cristalina. Quando se fala em copo de cristal, lustre de cristal, vaso de cristal etc. o que se está descrevendo é um vidro de alta qualidade, ao qual se adiciona elevada porcentagem de óxido de chumbo para obter mais brilho.

Pela semelhança com os cristais incolores é chamado de cristal, mas são objetos que não possuem estrutura cristalina, e sim amorfa. Aliás, uma das dificuldades para fabricação desses vidros é justamente impedir que eles cristalizem. Os famosos cristais da Boêmia e os cristais Swarovski são vidros de alta qualidade, não cristais.

Fontes
BRANCO, Pércio de Moraes. Dicionário de Mineralogia e Gemologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2008. 608 p. il.

ESSÊNCIA dos cristais. IN: Rochas e minerais. Trad. Martin Ernesto Russso. Barcelona, Editorial Sol 90, 2007. 94p. il. p. 29.

NEVES, P. C. P. das et al. Fundamentos de cristalografia. 2 ed. Canoas (RS), Ulbra, 2011. 312p. il.

Fotos
Pércio de Moraes Branco.