30 curiosidades sobre Cristais

Em água pura, a que temperatura as moléculas passam a se ligar de forma estável e solidificar?

As ligações de van der Waals, batizadas em homenagem a Johannes Diderik van der Waals, imobilizam as moléculas de água na estrutura sólida.

Na descrição de qual estrutura biológica a análise de cristais por raios X foi essencial?

O método também revelou a estrutura de vitaminas, drogas e proteínas, abrindo caminho para novas vacinas e medicamentos.

A palavra grega krustallos, origem de “cristal”, significava ao mesmo tempo quartzo e o quê?

Em ciência dos materiais, cristal é um sólido cujas partículas formam um padrão tridimensional que se repete no espaço com geometria específica.

Em que condições o carbono cristaliza como diamante?

Com alta temperatura e baixa pressão, o mesmo carbono vira grafite, uma substância que à primeira vista nada tem em comum com a pedra preciosa.

Átomos de gálio ou germânio na malha cristalina do silício dão origem a quê?

A maior parte dos materiais tem defeitos na malha cristalina, e são justamente esses defeitos que estão na base de muitas tecnologias.

Em qual país fica a mina de Naica, onde foram achados cristais de mais de 10 metros?

Os cristais costumam ter apenas alguns centímetros de comprimento, o que torna os gigantes da Caverna dos Cristais uma raridade.

O chamado cristal de vidro, de taças e lustres, é vidro com alto teor de óxido de qual elemento?

Apesar do nome comercial, esse vidro não tem estrutura cristalina, pois seus átomos não apresentam nenhum arranjo regular.

Em que ano Wilhelm Conrad Röntgen descobriu os raios X?

A descoberta veio justamente quando os estudos sobre a simetria dos cristais estavam sendo concluídos.

Por que os raios X servem para estudar cristais por difração?

O padrão de intensidades gerado pelo feixe difratado é interpretado com a lei de Bragg para revelar a distribuição dos átomos.

A qual destes a difração de raios X em cristais NÃO pode ser aplicada?

A técnica exige sistemas cristalinos, por isso também fica fora do alcance de soluções, sistemas amorfos e organismos vivos.

Qual rocha vulcânica é um exemplo geológico clássico de sólido amorfo?

Um material amorfo não apresenta ordenação espacial dos átomos ao longo de distâncias grandes em relação ao raio desses átomos.

Como se chamam os cristais que crescem simetricamente em torno de um eixo predefinido?

Por deposição controlada também é possível crescer grandes monocristais, como os usados em aplicações fotoelétricas.

Qual efeito dos cristais está na base dos relógios de quartzo e das balanças eletrônicas?

O efeito piroelétrico, por sua vez, é usado em detectores de calor, termômetros e sensores de intrusão.

Por qual processo os cristais de neve crescem na atmosfera diretamente a partir do vapor?

Formar cristais a partir de um gás é menos comum do que a partir de líquidos ou soluções, mas está longe de ser raro na natureza.

Cristais de qual elemento se formam a partir de gases nas solfataras?

Outros cristais também se formam em torno das fumarolas, onde gases vulcânicos escapam para a superfície.

Qual astrônomo especulou em 1611 sobre a origem da simetria hexagonal dos flocos de neve?

A hipótese, publicada em “Strena seu de Nive Sexangula”, atribuía a forma à disposição regular das partículas de água.

Em torno de que os íons costumam começar a se agregar numa solução supersaturada de sal?

A precipitação a partir de uma solução é a forma de cristalização mais frequente em geologia, presente nos magmas e nas soluções hidrotermais.

Quem descobriu a difração de raios X em 1912, marco da cristalografia moderna?

No ano seguinte, William Lawrence Bragg e William Henry Bragg demonstraram que o fenômeno permite determinar a posição dos átomos em um cristal.

O que Nicolaus Steno mostrou em 1669 sobre um mesmo tipo de cristal?

Mais de um século depois, em 1784, René Just Haüy descobriu que toda face pode ser descrita pela combinação de blocos iguais.

Quantos números inteiros compõem os índices de Miller que identificam cada face de um cristal?

O sistema foi criado por William Hallowes Miller em 1839 e continua em uso até hoje na identificação das faces dos cristais.

Como se chama a unidade que, repetida indefinidamente nas direções principais, forma um cristal?

Esse arranjo tridimensional é conhecido como rede de Bravais, e as direções principais não são necessariamente perpendiculares entre si.

Do ponto de vista termodinâmico, o que é um vidro, que não libera calor de fusão ao solidificar?

Nesses materiais as partículas nunca atingem um estado de mínimo energético, ao contrário do que ocorre na formação de um cristal.

Qual ano foi declarado Ano Internacional da Cristalografia?

A proposta partiu da União Internacional de Cristalografia para celebrar o centenário das descobertas que fundaram a disciplina.

Quem confirmou em 1922 o conceito de fóton por meio do espalhamento de raios X por elétrons?

O conceito de fóton tinha sido introduzido por Albert Einstein em 1905, mas levou quase duas décadas para ser amplamente aceito.

Na lei de Bragg, a letra d representa qual grandeza?

Só há interferência construtiva quando a distância extra percorrida por cada feixe é um múltiplo inteiro do comprimento de onda.

Qual propriedade óptica exibida por muitos cristais abre perspectivas em técnicas analíticas?

O comportamento óptico dos cristais também está na base do laser, do maser, das câmeras digitais e dos LEDs.

O que William Henry Bragg defendia em 1907 a respeito dos raios X?

A visão não foi amplamente aceita, e a observação da difração em 1912 convenceu a maioria dos cientistas de que se tratava de uma forma de luz.

Como foram confirmadas as estruturas de cristais propostas por William Barlow na década de 1880?

Na época, os dados disponíveis eram escassos demais para que os modelos de Barlow fossem aceitos como conclusivos.

Que comprimento de onda para os raios X sugeriram os experimentos de fenda única de Sommerfeld?

Os raios X são formados por fótons, por isso exibem também propriedades de partícula, como a ionização de gases.

Quem previu em 1665 que qualquer onda produz difração ao atingir um arranjo regular?

Para a difração ser significativa, o espaçamento entre os planos do cristal e o comprimento de onda precisam ser próximos.