A Análise e Interpretação de Difratogramas

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM

IINSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGICA – ICET

DISCIPLINA: CIENCIA DOS MATERIAIS

TRABALHO 3

CRISTALOGRAFIA

DOCENTE: PROFº. RODRIGO BISCARO NOGUEIRA

DISCENTES: WESLEY ZANY DOS SANTOS

ITACOATIARA-AM

2021

SUMARIO

1. Cristalografia.........................................................................................................3
2. Análise e interpretação de difratogramas..............................................................7
3. Identificação de estrutura cristalina por difração de raio-x...................................9
4. Referencias..........................................................................................................11

1. CRISTALOGRAFIA.

Além de serem encontrados em flocos de neve, gelo e grãos de sal, podemos dizer que os cristais podem ser encontrados em todos os lugares, principalmente em formações rochosas como os minerais (gemas, grafite, etc.). Desde os tempos antigos, os estudiosos são fascinados pela beleza, formas simétricas e diversas cores dos cristais. Os cristalógrafos usam a geometria para estudar a forma dos cristais na natureza.

Em meados do século 20, as pessoas perceberam que os raios X poderiam ser usados ​​para "ver" de forma não invasiva a estrutura da matéria. Isso marcou o início da cristalografia moderna. Os raios X foram descobertos em 1895. Eles são feixes de luz invisíveis ao olho humano. Quando os raios X atingem um objeto, os átomos do objeto se espalham. Os cristalógrafos descobriram que os cristais apenas espalham luz em algumas direções específicas devido ao arranjo regular de seus átomos. Cristalologistas descobriram que os cristais apenas espalham luz em algumas direções específicas devido ao arranjo regular de seus átomos. Ao medir essas direções e a intensidade do feixe espalhado, os cientistas são capazes de gerar imagens tridimensionais da estrutura atômica dos cristais. Por causa de três características comuns, os cristais são selecionados como materiais ideais para estudar a estrutura da matéria no nível atômico ou molecular: eles são sólidos, tridimensionais, compostos de arranjos regulares e geralmente simétricos de átomos.

Graças à cristalografia de raios-X, os cientistas podem estudar as ligações químicas que atraem um átomo a outro. Tome grafite e diamante como exemplos. Esses minerais são quase diferentes: um é opaco e macio (o grafite é usado para fazer lápis) e o outro é transparente e duro. No entanto, grafite e diamante estão intimamente relacionados quimicamente e ambos são compostos de carbono. Esses minerais são quase diferentes: um é opaco e macio (o grafite é usado para fazer lápis) e o outro é transparente e duro. No entanto, grafite e diamante estão intimamente relacionados quimicamente e ambos são compostos de carbono. Devido à estrutura de suas ligações químicas, a capacidade de espalhar a luz dá aos diamantes "brilho". Sabemos que isso se deve à cristalografia de raios-X.

Primeiro, a cristalografia de raios X só pode ser usada para examinar cristais sólidos com arranjos atômicos regulares. Por exemplo, pode-se estudar minerais e muitos outros compostos, como sal ou açúcar. Você também pode estudar o gelo, mas apenas até que ele derreta.

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Figura 1 - Os flocos de neve são cristais. Sua simetria hexagonal é resultado da maneira na qual as moléculas de água são ligadas umas às outras. Fonte: (Schneegans, 2014)

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Figura 2 - Um pedaço de grafite (esquerda) e um áspero diamante (direita). Estes dois cristais podem não se parecer, mas eles são, realmente, intimamente relacionados, pois ambos são puro carbono. O que dá ao diamante o seu brilho é a sua capacidade para dispersar a luz, devido à estrutura de suas ligações químicas. Fonte: (Schneegans, 2014)

No gelo derretido que se tornou líquido, o movimento das moléculas torna impossível registrar sinais de dispersão interpretáveis. Os cristalógrafos descobriram que podem estudar materiais biológicos, como proteínas ou DNA, e transformá-los em cristais. Isto alargou o âmbito da cristalografia para a biologia e medicina. A descoberta veio em uma época em que o poder crescente de computadores fez isto possível para modelar a estrutura destes cristais mais complexos.

Depois de 100 anos de desenvolvimento, a cristalografia de raios-X tornou-se a técnica líder para estudar a estrutura atômica e propriedades relacionadas de materiais. É agora um centro de avanços em vários campos da ciência. Novos métodos de cristalografia ainda estão sendo introduzidos e novas fontes (elétrons, nêutrons e luz síncrotron) tornaram-se disponíveis. Este desenvolvimento permitiu aos cristalógrafos estudar a estrutura atômica de objetos que não são cristais perfeitos, surgindo os quase cristais e cristais líquidos (aparelho de televisão).

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Figura 3 - Imagem em 3D da estrutura do cristal. Num cristal, átomos, grupos de átomos, íons ou moléculas têm um arranjo regular em 3D. Fonte: (Schneegans, 2014).

O desenvolvimento de máquinas capazes de gerar luz intensa e raios-X (síncrotron) revolucionou a cristalografia. Grandes instalações de pesquisa de síncrotrons são usadas por cristalógrafos que trabalham em áreas como a biologia, a química, ciência de materiais, física, arqueologia e geologia. Síncrotrons permitem aos arqueólogos identificar a composição e idade de artefatos que remontam a dezenas de milhares de anos, e aos geólogos analisar e datar meteoritos e rochas lunares.

A cristalografia é a base do desenvolvimento de praticamente todos os novos materiais, e compreende os produtos de consumo diário, como cartões de memória do computador, as telas de televisão plana e os componentes de veículos e aviões. Os cristalógrafos não só estudam a estrutura dos materiais, mas também utilizam seus conhecimentos para modificar uma estrutura e lhe conferir novas propriedades ou fazê-la se comportar de forma diferente. Os cristalógrafos podem também estabelecer as "impressões digitais” dos materiais assim obtidos. Uma empresa pode, então, usar essa "impressão digital" para provar que a nova substância é única quando se candidata a uma patente.