{"id":119004,"date":"2024-05-30T10:22:38","date_gmt":"2024-05-30T13:22:38","guid":{"rendered":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/?p=119004"},"modified":"2024-08-09T16:31:58","modified_gmt":"2024-08-09T19:31:58","slug":"reticulos-cristalinos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/reticulos-cristalinos\/","title":{"rendered":"Ret\u00edculos cristalinos: liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas e propriedades das subst\u00e2ncias"},"content":{"rendered":"<p>Ao observar a estrutura qu&iacute;mica das subst&acirc;ncias, compreende-se que, primeiramente, &aacute;tomos de elementos qu&iacute;micos iguais ou diferentes unem-se para formar uma mol&eacute;cula. Depois, cada uma delas pode interagir entre si e formam um material espec&iacute;fico. A forma como estes compostos interagem pode formar diferentes estruturas visuais, entre elas, os ret&iacute;culos cristalinos, que s&atilde;o tema deste artigo.&nbsp;<p>Os ret&iacute;culos cristalinos s&atilde;o formados a partir de uma disposi&ccedil;&atilde;o geom&eacute;trica das mol&eacute;culas, inclusive, essa &eacute; a estrutura qu&iacute;mica que permite a forma&ccedil;&atilde;o dos cristais que conhecemos no cotidiano, como o sal de cozinha (NaCl).<\/p><p>Se voc&ecirc; quer aprender mais sobre os ret&iacute;culos cristalinos do ponto de vista qu&iacute;mico, como esse conceito aparece no dia a dia, al&eacute;m de conferir quest&otilde;es de vestibulares que tratam sobre o assunto, com gabarito e resolu&ccedil;&atilde;o completa, leia os pr&oacute;ximos t&oacute;picos.&nbsp;<\/p><div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/reticulos-cristalinos\/#Definicao-de-reticulados-cristalinos\" >Defini&ccedil;&atilde;o de reticulados cristalinos<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/reticulos-cristalinos\/#Unidades-basicas-de-uma-estrutura-cristalina\" >Unidades b&aacute;sicas de uma estrutura cristalina<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/reticulos-cristalinos\/#Ligacoes-quimicas-nas-estruturas-cristalinas\" >Liga&ccedil;&otilde;es qu&iacute;micas nas estruturas cristalinas<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/reticulos-cristalinos\/#Propriedades-de-estruturas-e-reticulos-cristalinos\" >Propriedades de estruturas e ret&iacute;culos cristalinos<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/reticulos-cristalinos\/#Questao-sobre-estruturas-e-reticulos-cristalinos-no-vestibular\" >Quest&atilde;o sobre estruturas e ret&iacute;culos cristalinos no vestibular<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/reticulos-cristalinos\/#Estude-para-o-vestibular-com-o-Estrategia\" >Estude para o vestibular com o Estrat&eacute;gia!<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-definicao-de-reticulados-cristalinos\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Definicao-de-reticulados-cristalinos\"><\/span>Defini&ccedil;&atilde;o de reticulados cristalinos<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Reticulados cristalinos, que tamb&eacute;m podem ser chamados de ret&iacute;culos ou redes cristalinas, s&atilde;o uma organiza&ccedil;&atilde;o geom&eacute;trica e tridimensional dos <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/atomo\/\" target=\"_blank\">&aacute;tomos<\/a>. Essa estrutura &eacute; formada por um padr&atilde;o que se repete, ao longo de todo o material, de maneira infinita.<\/p><p>Esses padr&otilde;es podem ser utilizados para explicar a composi&ccedil;&atilde;o de diferentes mol&eacute;culas, em diversas &aacute;reas da ci&ecirc;ncia. Em espec&iacute;fico, neste texto, ser&aacute; abordado o ponto de vista qu&iacute;mico das estruturas cristalinas e dos ret&iacute;culos cristalinos.&nbsp;<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh7-us.googleusercontent.com\/_TZNjE9Ky7OKUFy8N8eKOug-MhURJcFVd-fMzTaTiN9vxWtPjIyeZTz03Dv0XNjE0Qu8LvPFbASWauG8cUfc-WmpLZqJSvRQcaoWzYYpc96CRNATzHSJtySLMXJ3Uq3d0AkkoUtx312ClPETl8F0TGQ\" alt=\"Ret&iacute;culos cristalinos\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div><p>A imagem acima &eacute; uma representa&ccedil;&atilde;o gr&aacute;fica da estrutura tridimensional do cloreto de s&oacute;dio (NaCl). As cores e tamanhos diferenciam um &aacute;tomo do outro, de forma que as esferas roxas representam os c&aacute;tions de s&oacute;dio (Na<sup>+<\/sup>) e as esferas em verde demonstram os &acirc;nions cloreto (Cl<sup>&ndash;<\/sup>).<\/p><p>Observe que a distribui&ccedil;&atilde;o deles formam estruturas octa&eacute;dricas, que s&atilde;o o padr&atilde;o cristalino dessa estrutura. Ainda, o desenho indica, em bast&otilde;es amarelos, a intera&ccedil;&atilde;o eletrost&aacute;tica entre esses &aacute;tomos, que os mant&ecirc;m unidos.&nbsp;<\/p><p>&Eacute; importante notar que o padr&atilde;o octa&eacute;drico apresentado na figura tem uma repeti&ccedil;&atilde;o cont&iacute;nua e sim&eacute;trica por toda a estrutura cristalina, e &eacute; assim que est&atilde;o arranjados os &aacute;tomos nos cristais do sal de cozinha.&nbsp;<\/p><p>Do ponto de vista qu&iacute;mico, quando um s&oacute;lido n&atilde;o possui uma estrutura cristalina para o arranjo de seus &aacute;tomos, ele ser&aacute; caracterizado com uma organiza&ccedil;&atilde;o amorfa. Em um material s&oacute;lido amorfo os &aacute;tomos, &iacute;ons e\/ou mol&eacute;culas n&atilde;o tem um padr&atilde;o espec&iacute;fico de repeti&ccedil;&atilde;o e distribui&ccedil;&atilde;o ao longo de todo o conte&uacute;do. Se forem encontrados padr&otilde;es, eles n&atilde;o est&atilde;o em toda a estrutura observada, apenas em pontos espec&iacute;ficos.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-unidades-basicas-de-uma-estrutura-cristalina\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Unidades-basicas-de-uma-estrutura-cristalina\"><\/span>Unidades b&aacute;sicas de uma estrutura cristalina<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>&Agrave; semelhan&ccedil;a do que foi observado anteriormente na distribui&ccedil;&atilde;o dos c&aacute;tions de s&oacute;dio e &acirc;nions cloreto, todas as estruturas cristalinas possuem uma unidade b&aacute;sica, um tipo de organiza&ccedil;&atilde;o que aparece em todos os pontos do material.&nbsp;<\/p><p>Esse padr&atilde;o estrutural &eacute; conhecido como c&eacute;lula unit&aacute;ria, que &eacute; a unidade b&aacute;sica dos s&oacute;lidos cristalinos. Dessa forma, s&atilde;o organiza&ccedil;&otilde;es at&ocirc;micas geom&eacute;tricas, que podem assumir diferentes formatos, a depender da intera&ccedil;&atilde;o f&iacute;sico-qu&iacute;mica das mol&eacute;culas, por exemplo:&nbsp;<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Intera&ccedil;&atilde;o com angula&ccedil;&atilde;o de 90&ordm; entre cada um dos &aacute;tomos, o que confere um formato c&uacute;bico, ortorr&ocirc;mbico ou tetragonal, a depender de quanto essas mol&eacute;culas se atraem ou se repelem;<\/li>\n\n\n\n<li>Dois &acirc;ngulos at&ocirc;micos de 90&ordm; e um de 120&ordm; que formam um hex&aacute;gono geom&eacute;trico; ou&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li>Os casos em que nenhum dos &acirc;ngulos formados entre os &aacute;tomos &eacute; igual entre si, e nenhum deles &eacute; reto, ent&atilde;o ser&atilde;o classificados como tricl&iacute;nicos.&nbsp;<\/li>\n<\/ul><p>Al&eacute;m desses, diversas outras organiza&ccedil;&otilde;es tridimensionais podem ser o padr&atilde;o espec&iacute;fico de cada estrutura cristalina, formando sua unidade b&aacute;sica ou c&eacute;lula unit&aacute;ria.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-ligacoes-quimicas-nas-estruturas-cristalinas\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Ligacoes-quimicas-nas-estruturas-cristalinas\"><\/span>Liga&ccedil;&otilde;es qu&iacute;micas nas estruturas cristalinas<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Entre todas as intera&ccedil;&otilde;es at&ocirc;micas, as liga&ccedil;&otilde;es qu&iacute;micas i&ocirc;nicas est&atilde;o muito associadas &agrave; forma&ccedil;&atilde;o de estruturas cristalinas. A aproxima&ccedil;&atilde;o de c&aacute;tions e &acirc;nions, a diferen&ccedil;a de eletronegatividade &eacute; a atra&ccedil;&atilde;o entre os &aacute;tomos propicia esse tipo de organiza&ccedil;&atilde;o espacial.&nbsp;<\/p><p>Afinal, fisicamente, corpos carregados eletricamente com cargas opostas t&ecirc;m a tend&ecirc;ncia de atrair-se mutuamente. Esse &eacute; o princ&iacute;pio da <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/ligacoes-ionicas\/\" target=\"_blank\">liga&ccedil;&atilde;o i&ocirc;nica <\/a>e, depois, os c&aacute;tions de um composto atrai o &acirc;nion da outra, assim como os &acirc;nions se atraem pelos c&aacute;tions alheios, o que confere esse entrela&ccedil;amento m&uacute;tuo, repetitivo e peri&oacute;dico pr&oacute;prio das estruturas cristalinas.&nbsp;<\/p><p>Um exemplo, com representa&ccedil;&atilde;o gr&aacute;fica a seguir, &eacute; o fluoreto de c&aacute;lcio, que &eacute; constitu&iacute;do pela uni&atilde;o do c&aacute;tion de c&aacute;lcio (Ca<sup>+2<\/sup>) e dois &acirc;nions fluoretos (F<sup>&ndash;<\/sup>). Conforme as mol&eacute;culas interagem, distribuem-se em estrutura cristalina.<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh7-us.googleusercontent.com\/OFuDmleKFYfd6FXWCg1qY8sn9mtlPTdJSPo1h6nS6CdaG5O83JliGJ1lggRZ3ZXOw9_PWJ737Oaz0Je1f6w4GdsdYU2p6qtxQgACgjYfa2sQvTj4pfGAUFr4eJGZ62KfeeCUd4N-CPlOramqorGkGIE\" alt=\"Liga&ccedil;&otilde;es qu&iacute;micas nas estruturas cristalinas\" style=\"width:346px;height:auto\"><\/figure><\/div><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-propriedades-de-estruturas-e-reticulos-cristalinos\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Propriedades-de-estruturas-e-reticulos-cristalinos\"><\/span>Propriedades de estruturas e ret&iacute;culos cristalinos<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Considerando as liga&ccedil;&otilde;es i&ocirc;nicas e sua forma&ccedil;&atilde;o de estruturas cristalinas, a forma como os &aacute;tomos interagem fortemente entre si faz com que eles demandem muita energia para serem separados por agentes externos.<\/p><p>Diante disso, o ponto de fus&atilde;o e de ebuli&ccedil;&atilde;o tendem a ser muito altos, uma vez que essas transforma&ccedil;&otilde;es f&iacute;sicas dependem da separa&ccedil;&atilde;o entre os &aacute;tomos dentro dos compostos qu&iacute;micos. Al&eacute;m disso, em geral, s&atilde;o materiais que est&atilde;o em estado s&oacute;lido na temperatura ambiente.<\/p><p>Do ponto de vista el&eacute;trico, s&atilde;o subst&acirc;ncias que permitem a passagem de corrente el&eacute;trica e, n&atilde;o somente isso, sob algum tipo de press&atilde;o mec&acirc;nica ou at&eacute; mesmo diante de altera&ccedil;&atilde;o de temperatura, s&atilde;o capazes de gerar essa corrente de el&eacute;trons. Assim, s&atilde;o materiais de interesse para ind&uacute;strias e outras atividades econ&ocirc;micas que dependem de transmiss&atilde;o de eletricidade associados a certa resist&ecirc;ncia &agrave; mudan&ccedil;a de estado f&iacute;sico.&nbsp;<\/p><p>Os ret&iacute;culos e estruturas cristalinas podem ser classificados conforme o tipo de organiza&ccedil;&atilde;o que a subst&acirc;ncia forma. Em geral, os materiais formam um &uacute;nico tipo de c&eacute;lula unit&aacute;ria, independentemente do estado f&iacute;sico, entretanto, existem subst&acirc;ncias que apresentam diferentes padr&otilde;es geom&eacute;tricos a depender da temperatura e press&atilde;o do ambiente. Esses compostos possuem polimorfismo, ou seja, apresentam diferentes formas cristalinas, influenciados pelo meio.&nbsp;<\/p><figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh7-us.googleusercontent.com\/r3jT0jDGUotGl4weDxEXYw0Was-78wZ4c7tstnZXmuhclWtK6thKpHZwQfIz5cH5d99OuxvqaAwBMUXnVUb15vlQvRaCOgIVB5_9IkWApvPtDQ2c7_-vuVPOZKH3dg5qr0ioBOECMVQZoC8uqyo23Mo\" alt=\"\"><\/figure><p>Um exemplo t&iacute;pico de material pleom&oacute;rfico do dia a dia &eacute; o carbono. Tanto o grafite como o diamante s&atilde;o formados exclusivamente por &aacute;tomos de carbono. Entretanto, o arranjo cristalino dos &aacute;tomos de carbono no diamante tornam o material muito mais duro e resistente, enquanto que, em diferentes condi&ccedil;&otilde;es de temperatura e press&atilde;o, o carbono pode se unir em c&eacute;lulas unit&aacute;rias com outras caracter&iacute;sticas, que tornam o grafite mais quebradi&ccedil;o que o diamante, com outras utilidades.&nbsp;<\/p><p>+ Veja tamb&eacute;m: <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/ligacao-covalente\/\" target=\"_blank\">Liga&ccedil;&atilde;o covalente: defini&ccedil;&atilde;o, tipos e propriedades<\/a><\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-questao-sobre-estruturas-e-reticulos-cristalinos-no-vestibular\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Questao-sobre-estruturas-e-reticulos-cristalinos-no-vestibular\"><\/span>Quest&atilde;o sobre estruturas e ret&iacute;culos cristalinos no vestibular<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Unesp (2023)<\/p><p>Observe os cinco modelos de estruturas.<\/p><figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh7-us.googleusercontent.com\/Jr3VMjBtmxvvIQEG5RQVdmVf-o6t21p2x204c0zSn2UJEoN4Zw8nHKJ2iM9Xn6vkcb5KtLdAVZA5tIr4eIQ6uw4XYChLQIgEEdSNG9v9jvuNTOI3x6jqr4AZ-0Jb0cmqGJphjehf4L2IQD56ujrtiyA\" alt=\"\"><\/figure><p>Representam uma mol&eacute;cula isolada de subst&acirc;ncia simples, uma rede covalente de subst&acirc;ncia composta e uma rede cristalina de composto i&ocirc;nico, respectivamente, os modelos<\/p><p><strong>A) <\/strong>4, 3 e 5.<br><strong>B) <\/strong>4, 5 e 3.<br><strong>C) <\/strong>1, 2 e 5.<br><strong>D) <\/strong>1, 3 e 5.<br><strong>E) <\/strong>1, 2 e 3.<\/p><p><strong>Resposta: <\/strong>Para responder a essa quest&atilde;o, vamos primeiro analisar cada um dos modelos mencionados e determinar a qual categoria cada um pertence.<\/p><p>Modelo 1: Estrutura do fulereno, C&#8326;&#8320;<br>O fulereno C&#8326;&#8320; &eacute; uma forma alotr&oacute;pica do carbono. &Eacute; uma mol&eacute;cula isolada, composta por 60 &aacute;tomos de carbono arranjados em uma estrutura tridimensional que lembra uma bola de futebol, com faces hexagonais e pentagonais. Portanto, representa uma mol&eacute;cula isolada de subst&acirc;ncia simples.<\/p><p>Modelo 2: Estrutura do diamante, C<sub>diam<\/sub><br>O diamante &eacute; outra forma alotr&oacute;pica do carbono, onde cada &aacute;tomo de carbono est&aacute; covalentemente ligado a outros quatro &aacute;tomos de carbono em uma estrutura tetra&eacute;drica. Esta &eacute; uma rede covalente extensa, ou seja, n&atilde;o &eacute; uma mol&eacute;cula isolada, mas sim uma rede covalente de subst&acirc;ncia simples.<\/p><p>Modelo 3: Estrutura do quartzo, SiO&#8322;<br>O quartzo &eacute; um mineral composto por di&oacute;xido de sil&iacute;cio, SiO&#8322;. Nele, cada &aacute;tomo de sil&iacute;cio est&aacute; covalentemente ligado a quatro &aacute;tomos de oxig&ecirc;nio em uma estrutura tridimensional cont&iacute;nua. Isso o classifica como uma rede covalente de subst&acirc;ncia composta.<\/p><p>Modelo 4: Estrutura do &aacute;cido f&oacute;lico, C&#8321;&#8329;H&#8321;&#8329;N&#8327;O&#8326;<br>O &aacute;cido f&oacute;lico &eacute; uma mol&eacute;cula org&acirc;nica complexa com uma estrutura definida, composta por carbono, hidrog&ecirc;nio, nitrog&ecirc;nio e oxig&ecirc;nio. &Eacute; uma mol&eacute;cula isolada, n&atilde;o uma rede.<\/p><p>Modelo 5: Estrutura da fluorita, CaF&#8322;<br>A fluorita &eacute; um mineral composto por c&aacute;lcio e fl&uacute;or. Sua estrutura cristalina &eacute; formada pela atra&ccedil;&atilde;o eletrost&aacute;tica entre os &iacute;ons c&aacute;lcio (Ca&sup2;&#8314;) e fl&uacute;or (F&#8315;), formando uma rede cristalina de composto i&ocirc;nico.<\/p><p>Dadas essas descri&ccedil;&otilde;es, podemos concluir que:<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Mol&eacute;cula isolada de subst&acirc;ncia simples: Modelo 1 (fulereno, C&#8326;&#8320;).<\/li>\n\n\n\n<li>Rede covalente de subst&acirc;ncia composta: Modelo 3 (quartzo, SiO&#8322;).<\/li>\n\n\n\n<li>Rede cristalina de composto i&ocirc;nico: Modelo 5 (fluorita, CaF&#8322;).<\/li>\n<\/ul><p><strong>Alternativa correta: <\/strong>D.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-estude-para-o-vestibular-com-o-estrategia\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Estude-para-o-vestibular-com-o-Estrategia\"><\/span>Estude para o vestibular com o Estrat&eacute;gia!<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Todos os anos o Enem cobra temas como sociologia, sistemas pol&iacute;ticos, <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=Q-_xqxc9sCk&amp;pp=ygUrbGlnYcOnw7VlcyBxdWltaWNhcyBlc3RyYXRlZ2lhIHZlc3RpYnVsYXJlcw%3D%3D\" target=\"_blank\">liga&ccedil;&otilde;es qu&iacute;micas<\/a>, cin&eacute;tica qu&iacute;mica, reagentes e produtos, biologia animal e vegetal, arte e literatura, a hist&oacute;ria e sociedade brasileira, as fun&ccedil;&otilde;es matem&aacute;ticas, tem&aacute;ticas ambientais, entre muitos outros conte&uacute;dos.&nbsp;<\/p><p>Nos cursos preparat&oacute;rios da Coruja, voc&ecirc; ter&aacute; acesso a aulas espec&iacute;ficas, de acordo com o conte&uacute;do de cada disciplina, que cobrem o m&aacute;ximo de temas poss&iacute;veis, com professores especializados e material did&aacute;tico exclusivo e de qualidade. 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