La Materia Cristalina y sus Propiedades

LA MATERIA CRISTALINA

Está constituida por los elementos geoquímicos de la tabla periódica: Hierro, Oxígeno, Silicio, Magnesio, Aluminio, Calcio, Sodio y Potasio. Estos elementos se unen y forman rocas.

Tipos de materia mineral:

• Amorfa/vítrea: los elementos químicos que las constituyen están dispuestos al azar, sin orden periódico. Representa la solidificación del desorden del estado líquido de la materia. Es inestable. Ejemplos: vidrio volcánico u obsidiana, ópalo.
• Cristalina: sus constituyentes átomos, eones o moléculas están ordenados periódicamente en el espacio, unidos por enlaces químicos y formando una estructura interna cristalina. Los átomos se encuentran en equilibrio químico, por eso la mayoría de sólidos son cristalinos.

¿Qué es un cristal?

Es un sólido orgánico o inorgánico, con estructura interna ordenada y una composición química definida que puede ser de origen natural o sintético. Un cristal se presenta con formas poliédricas cuando en el momento de su formación tiene espacio, tiempo (mucho) y la composición química adecuada.

Procesos de la formación de los cristales:

• Solidificación a partir de un fundido: producido por un descenso de la temperatura y un cambio de estado de líquido a sólido.
• Cristalización a partir de una disolución: debido a la precipitación química, como la sal o bioquímica (por la acción de seres vivos), como el travertino.
• Sublimación: a partir de un gas como el azufre.
• Recristalización: los cristales se forman después de haberse formado la roca, como el cuarzo o basalto.
• Por reajustes mineralógicos: formación de minerales por circulación de fluidos a muy alta temperatura. Es típico del metamorfismo y, en particular, del metasomatismo (un tipo de metamorfismo).
• Agregados cristalinos: una geoda, como la amatista.

PROPIEDADES DE LA MATERIA CRISTALINA

La materia cristalina es periódica y, adquiere otras propiedades que le hacen ser homogénea, anisótropo y simétrica.

PERIODICIDAD

La materia cristalina es periódica porque sus átomos se repiten en el espacio a intervalos iguales. Los átomos ocupan unas posiciones (nudos), que se van a repetir en las tres direcciones del espacio (eje X, Y y Z). El desplazamiento entre un nudo y otro en las tres direcciones, se llama traslación. De todas las posibles traslaciones que puedan existir en un medio periódico, la de menor magnitud se denomina traslación fundamental. La repetición de la celdilla unidad en todas las direcciones da lugar a la materia cristalina. DIBUJO 1

HOMOGENEIDAD: como la materia cristalina es un medio periódico, eso implica que es una sucesión de nudos equivalentes, en los que todos tendrán las mismas propiedades físicas y químicas.

ANISOTROPÍA: la mayor parte de sus propiedades físicas varía en función de la dirección. Son cte en las direcciones coincidentes. Hay que tener en cuenta que no todas las propiedades varían con la dirección puesto que la materia cristalina es isótropa para algunas propiedades.

SIMETRÍA: admite elementos ideales de simetría. Los más importantes son: -Plano de simetría: elemento ideal que actúa como un espejo, generando la imagen especular de una figura u operador. La operación de simetría se llama reflexión. -Centro de simetría: operador de simetría que relaciona figuras iguales mediante una inversión. -Eje de simetría: operador de simetría que engendra figuras mediante giros.

Tipos de giros:

Monario (1): 360º
Binario (2): 180º
Terciario (3): 120º
Cuaternario (4): 90º
Senario (6): 60º

retículo cristalino se denomina: Nudo reticular: posición de los átomos. Fila reticular: recta que une 2 o más nudos. Plano reticular: plano ideal determinado por dos o más filas de 1. Celda unidad: conjunto de nudos, filas y planos.

La celda unidad es la representación en las tres direcciones del espacio de la estructura cristalina, haciendo referencia a la posición de los átomos, su distancia (traslaciones) y los ángulos formados por las traslaciones. Tipos de celdas: Celda simple o primitiva: solo tiene nudos en los vértices (P) Centrada en las caras: nudos en el centro de las caras (F) Centrada en el interior: nudo en el centro geométrico de la figura (I) Centrada en las bases: nudo en el centro de las bases (C)