ESTRUTURAS CRISTALINAS EM CAMADAS

1 - Os silicatos são os compostos cerâmicos mais abundantes na crosta terrestre. Seus principais constituintes são silício e oxigênio.

2 - As estruturas cristalinas destes materiais são construídas de unidades básicas dispostas regularmente no espaço. Silício e oxigênio formam tetraedros SiO4-4. Estes tetraedros, uma vez dispostos lada a lado, podem formar diferentes configurações, como estruturas em cadeia (polímeros inorgânicos), estruturas planares e estruturas tridimensionais. Estes tetraedros podem ainda se unir a blocos unitários de outros tipos, formando diferentes tipos de estruturas.

3 - A caulinita é um argilomineral que, assim como muitos outros minerais argilosos, possui uma estrutura em camadas. A estrutura da caulinita é constituída pelo empilhamento de camadas de estruturas iguais. Estas camadas são, por sua vez, constituídas pelo empilhamento de folhas formadas pela disposição regular de unidades básicas.

4 - Em cada camada da caulinita existem uma folha tetraédrica e uma folha octaédrica sobrepostas. A folha tetraédrica é construída por tetraedros SiO4-4 colocados em um plano, lado a lado, compartilhando seus vértices. A folha octaédrica é formada pela disposição de octaedros (Al(OH)6)3- em um plano. O octaedro citado é a unidade constitutiva da gibsita.

5 - A folha tetraédrica une-se à folha octaédrica através do compartilhamento de átomos oxigênio. Três dos átomos de oxigênio de cada tetraedro formam um plano, enquanto que o quarto oxigênio está ligado a um octaedro. Ao todo, dois de cada seis átomos de oxigênio do octaedro ligam-se aos tetraedros. Para conservar a neutralidade elétrica, duas das seis hidroxilas de cada octaedro se desfazem.

Vista lateral de uma camada da caulinita. Folha tetraédrica sobre folha octaédrica. Vista superior de uma camada da caulinita. Tanto os octaedros quanto os tetraedros formam arranjos hexagonais planares. Cada octaedro compartilha dois oxigênios.
O – vermelho
Si – azul escuro
Al – azul claro


6 - Através de forças de Van der Walls entre os átomos de oxigênio da folha teraédrica e os átomos de hidrogênio da folha octaédrica uma camada pode se unir a outra. Um cristal de caulinita é formado por várias destas camadas sobrepostas.



7 - Outras estruturas em camadas podem ser formadas pelo empilhamento de um número diferente de folhas. Por exemplo, a montmorilonita é formada pelo empilhamento de camadas constituídas por duas folhas tetraédricas separadas por uma folha octaédrica. Entre as camadas há moléculas de água.

8 - Cátions podem ocupar posições entre as camadas para neutralizar eletricamente estruturas em camadas.




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