Cristais

Cristais são sólidos cujo arranjo de partículas — átomos, íons ou moléculas — é altamente ordenado e repete-se no espaço, formando uma rede cristalina com uma unidade estrutural chamada célula unitária. Essa organização confere aos cristais simetria específica e propriedades que podem variar conforme a direção (anisotropia). Os cristais costumam apresentar faces planas, formas geométricas características e, em muitos casos, clivagem bem definida.

Formação: cristais naturais se formam em ambientes geológicos por cristalização de magmas, metamorfismo e deposição de soluções concentradas. Cristais também podem ser criados artificialmente, através de técnicas como o crescimento por fusão (por exemplo, o método de Czochralski para semicondutores), crescimento por solução hidrotermal e deposição em vapor. Existem sete sistemas cristalinos: cúbico, tetragonal, ortorrômbico, monoclinico, triclinico, hexagonal e trigonal.

Exemplos comuns incluem o quartzo (SiO2), a halita (NaCl) e a calcita (CaCO3), bem como o grafite (C). O diamante também é um cristal significativo, com uma rede de carbono extremamente rígida, e o gelo é outro exemplo natural. Em geologia, o estudo de cristais ajuda a interpretar a história de rochas; na indústria, cristais são usados em joias, óptica, eletrônica e materiais avançados.

Propriedades e aplicações: a dureza, o índice de refração, a condutividade elétrica e a resposta óptica variam com a direção. A caracterização estrutural de cristais utiliza técnicas de cristalografia, especialmente difração de raios X. Cristais são fundamentais na indústria de semicondutores, na fabricação de lasers, na óptica não linear, na gemologia e em pesquisas de materiais.