Células unitárias
- Definir célula unitária.
- Descreva as três células unitárias do sistema de cristal cúbico.
Como podemos medir tamanho dos átomos?
Temos muitas tabelas de dados disponíveis para nós na química. Se quisermos saber o tamanho do átomo de lítio, podemos facilmente pesquisar e descobrir que esse átomo tem 134 picômetros de diâmetro. Se removermos o elétron externo, o íon de lítio terá agora apenas 90 picômetros de tamanho. Como nós sabemos disso? Não temos uma régua pequena o suficiente para medir essas distâncias minúsculas. Mas podemos usar uma técnica chamada difração de raios X para iluminar feixes de raios X através de um cristal de um composto de lítio. Medindo o quanto os feixes são curvados depois de atravessarem o cristal, podemos calcular o tamanho da molécula. Esta técnica funciona tanto para pequenos materiais como compostos de lítio e igualmente bem para moléculas de proteínas muito grandes.
Células unitárias
Uma célula unitária é a menor porção de uma estrutura de cristal que mostra os três padrão dimensional de todo o cristal. Um cristal pode ser considerado a mesma célula unitária repetida continuamente em três dimensões. A figura abaixo ilustra a relação de uma célula unitária com toda a estrutura cristalina.
Figura 13.16
Uma célula unitária é a menor porção repetitiva de uma estrutura cristalina.
Células unitárias ocorrem em muitas variedades diferentes. Como um exemplo, o sistema de cristal cúbico é composto de três tipos diferentes de células unitárias: (1) cúbica simples, (2) cúbica centrada na face e (3) cúbica centrada no corpo. Eles são mostrados de três maneiras diferentes na Figura abaixo.
Figura 13.17
Três células unitárias do sistema de cristal cúbico. Cada esfera representa um átomo ou íon. No sistema cúbico simples, os átomos ou íons estão apenas nos cantos da célula unitária. Na célula unitária centrada na face, também há átomos ou íons no centro de cada uma das seis faces da célula unitária. Na célula unitária centrada no corpo, há um átomo ou íon no centro da célula unitária, além dos átomos de canto ou íons.
Preste atenção especial ao último diagrama para cada tipo de célula. Você notará que os átomos ou íons nas bordas de cada face ou nos cantos não são esferas completas. Na célula cúbica simples, cada átomo de canto é compartilhado por 8 células unitárias diferentes. A mesma situação existe para as arestas ou partículas de canto nas formas cúbicas centradas na face e centradas no corpo. Além disso, cada uma das partículas no centro da célula cúbica centrada na face é compartilhada por 2 células unitárias. As células centradas no corpo têm um átomo adicional no meio da célula, que está inteiramente contido nessa célula.
Observe que consideramos apenas as células unitárias de um cristal cúbico. Outras formas de cristal também possuem células unitárias. Essas células unitárias estão listadas abaixo:
- romboédrica, hexagonal, triclínica – uma forma única cada
- tetragonal – simples e centrada no corpo
- monoclínica – simples e centrado na base
- ortorrômbico – simples, centrado no rosto, centrado no corpo, centrado na base
Resumo
- A célula unitária é a menor porção de uma estrutura de cristal que mostra o padrão tridimensional de todo o cristal.
- Existem três tipos diferentes de células unitárias no sistema de cristal cúbico.
Prática
Perguntas
Use o link abaixo para responder às seguintes perguntas:
- Como uma célula unitária é definida?
- As faces opostas de uma célula unitária são __________.
- O que a borda de uma célula unitária se conecta?
Revisão
Perguntas
- O que é uma célula unitária?
- Liste as três células unitárias cúbicas.
- Cada célula unitária existe como uma entidade por si mesma?
- cubi centrado no corpo c: Há um átomo ou íon no centro da célula unitária, além dos átomos ou íons do canto.
- cúbica centrada na face: Também há átomos ou íons no centro de cada um dos seis faces da célula unitária.
- cúbica simples: os átomos ou íons estão nos cantos da célula unitária apenas.
- célula unitária: a menor porção de uma estrutura de cristal que mostra o padrão tridimensional de todo o cristal.