Estruturas cristalinas do tipo AX2
Exemplos: fluorita (CaF2) e rutilo (TiO2)
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)
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
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
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
c
- a
- c
- b b
a
1 1 11a 1b 1c (111)
(1 1 1)
(111)
(111)
(111)
Clivagemda fluorita {111}
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
Rutilo - TiO2
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
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
Estrutura do rutilo
Octaedros distorcidos
compartilham arestas e formam
cadeias. Estas se conectam
por vértices em comum
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
Cela unitária do rutilo
NC do Ti= 6
NC do O= ?
No /cela:
2 Ti
4 O
110: vista de lado, a estrutura do rutilo com cadeias alternadas de octaedros
paralelas ao eixo quaternário
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
• Stishovita (SiO2)
• Pirolusita ( MnO2)
• Cassiterita (SnO2)
• Sellaíta (MgF2)
Substituições comuns no rutilo:
Fe, Ta, Nb, V, Sn e Cr
Minerais isoestruturais ao rutilo
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