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.
