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Estruturas cristalinas do tipo AX2
Exemplos: fluorita (CaF2) e rutilo (TiO2)
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Fluorita
• Origem do nome: fluere (fluir)• Mineral relativamente comum• Cristaliza no sistema ? , possui
forma cristalina, clivagem, dureza e cores características
• Usado como fundente (metalurgia e vidros), matéria-prima na fabricação de HF (principal uso: produção de Al, após a obtenção de criolita sintética, Na3AlF3 e sua redução eletrolítica)
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Fluorita
Qual é a coordenação do Ca2+ e do F- ?
Raio do Ca2+ = 1,12 ÅRaio do F- =1,31 ÅCa2+/ F- = 0,85
Coordenação cúbica (NC=8): Rc/Ra= 0,73-1,0
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Quantas moléculas de CaF2 há na cela unitária cúbica da fluorita ?
Dados:
mol de CaF2 = 78,08 g
densidade da fluorita = 3,18 g/cm3
comprimento da aresta da cela unitária = 5,4626 Å
Volume ocupado por um mol de fluorita:
1 cm3 ----------- 3,18 g
X ------------ 78,08g X= 24,55 cm3
24,55 cm3 --------- 6,022 x 1023 (no. de moléculas/ mol)
(5,4626 x 10-8)3 ------ Z Z= 4 (CaF2)
Há 4 moléculas de CaF2 por cela unitária de fluorita
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Como 4 íons Ca+2 e 8 F- podem ser distribuídos na cela unitária da fluorita?
1/8 x 8 = 1
1/2 x 6 = 3
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c
- a
- c
- b b
a
1 1 11a 1b 1c (111)
(1 1 1)
(111)
(111)
(111)
Clivagemda fluorita {111}
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Substituições comuns na fluorita
• Y, Ce e outras terras raras – Cristais com até 14 % de YF3 retém a estrutura da
fluorita
• Cl, Sr, Ba e Fe em pequenas quantidades
Minerais isoestruturais à fluorita
•Torianita ThO2
• Cerianita (Ce,Th)O2
• Uraninita UO2
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Rutilo - TiO2
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Rutilo• Origem do nome: rutilus (vermelho)• Mineral acessório comum• Densidade 4,24; dureza 6• Cristaliza no sistema tetragonal prismático a acicular, terminações com formas {101} or {111}
• Geminação é comum• Polimorfos: anatásio e brookita• Matéria prima para a fabricação de titânio
metálico e ligas, pigmentos e gemas
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Rutilo – TiO2
Qual é a coordenação do Ti4+ e do O2
- ?
Raio do Ti4+ = 0,745 ÅRaio do O2
- = 1,26 Å
Ti4+/ O2- = 0,591
Coordenação octaédrica
NC=6 Rc/Ra=0,41 - 0,73
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Estrutura do rutilo
Octaedros distorcidos
compartilham arestas e formam
cadeias. Estas se conectam
por vértices em comum
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Quantas moléculas de TiO2 há na cela unitária do rutilo ?
Dados:
mol de TiO2 = 79,88 g
densidade do rutilo = 4,24 g/cm3
Dados sobre a cela unitária = a= 4,59 Å e c=2,96 Å
Volume ocupado por um mol de rutilo:
1 cm3 ----------- 4,24 g
X ------------ 79,88g X= 18,83 cm3
18,83 cm3 --------- 6,022 x 1023 (no. de moléculas/ mol)
(4,59 x 4,59 x 2,96)x10-24------ Z Z= 2 (TiO2)
Há 2 moléculas de TiO2 por cela unitária de rutilo
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Cela unitária do rutilo
NC do Ti= 6
NC do O= ?
No /cela:
2 Ti
4 O
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110: vista de lado, a estrutura do rutilo com cadeias alternadas de octaedros
paralelas ao eixo quaternário
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ideal
Servia, Iugoslavia
Queensland,
Australia
Roanoke River, Virginia
Globe Hill, Australia Ilmen Mts., Russia
Perak, Malaya
TiO2 100.0098.96
98.77 97.30 66.28 53.04 45.74
SnO2 -- -- -- 1.24 -- 2.67
SiO2 -- 0.23 0.12 0.32 -- 0.20
Cr2O3 0.03 0.16 0.05 -- -- --
V2O3 0.13 -- 0.26 -- -- --
Al2O3 -- 0.14 -- -- -- --
Nb2O5 -- -- -- 8.64
21.736.90
Ta2O5 -- -- -- 15.44 14.70 35.96
FeO 0.78 0.55 2.21 8.00 10.56 8.27
MnO -- -- 0.09 traços -- traços
H2O 0.38 -- 0.10 0.18 -- 0.50
Total 100.00 100.2899.85
100.13 100.10 100.03 100.24
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• Stishovita (SiO2)
• Pirolusita ( MnO2)
• Cassiterita (SnO2)
• Sellaíta (MgF2)
Substituições comuns no rutilo:
Fe, Ta, Nb, V, Sn e Cr
Minerais isoestruturais ao rutilo