Embed Size (px)
Citation preview
Cristalografía.
Introducción.
La materia está compuesta de átomos, los que pueden o no estar enlazados en
grupos llamados moléculas. Los agregados atómicos se clasifican normalmente en
tres estados de la materia: líquido, sólido y gaseoso. Nuestro estudio se orientará al
estado sólido, es decir al estado cristalino de la materia. El distintivo principal entre el
estado cristalino y los es que los átomos (o moléculas) se encuentran de una manera
ordenada.
La mayor parte de los minerales aparecen en forma de cristales, visibles, al menos al
microscopio. Los cristales de cada mineral presentan un aspecto propio pero
determinado, que responde a su estructura interna. Esta depende de la disposición de
los átomos, iones y moléculas, se distingue un gran número de redes cristalinas,
desde las más simples hasta las más complejas. La organización interna del cristal se
manifiesta en su forma exterior donde se observan aristas, ángulos y planos de
diverso tamaño. Los ángulos entre pares cristal. Es la ley de la constancia de los
ángulos.
Cristal es sólido homogéneo que posee orden interno tridimensional, que bajo
condiciones favorables puede expresarse externamente por la formación de caras o
superficies planas y pulidas.
La palabra “cristal” procede del nombre griego “hielo”. Se utilizó generalmente durante
la edad media para designar el cristal de roca. Luego sirvió para designar todos los
objetos sólidos de origen natural con forma poliédrica.
Simetría
Se llama simetría a la particular regularidad que se observa en la disposición de los
objetos o de sus partes en el plano o en el espacio. En ningún objeto de la naturaleza
se revela la misma simetría con tal variedad de formas como en los cristales.
Se dice que dos figuras son simétricas entre sí, si se las puede hacer coincidir una con
otra. Si la figura tiene partes iguales que pueden coincidir una con la otra se dice que
la figura misma es simétrica.
Los planos que limitan un cristal pueden ser simétricos, respecto a un punto, una recta
o un plano. Estos son los ELEMENTOS DE SIMETRÍA.
Tres son los elementos de simetría que preocupa a la cristalografía macroscópica:
Eje de simetría.
Plano de simetría.
Centro de simetría.
Eje de simetría: Es una línea imaginaria que atraviesa el cristal, alrededor del cual
puede hacerse girar y repetir éste su apariencia o aspecto durante una revolución
completa de 360º..si la configuración se repite dos veces el eje será binario, si tres
ternario, si cuatro cuaternario y seis será senario.y si no se repite ninguna vez la
configuración ,el eje sera monario. .
Para determinar los tipos de ejes de un cristal se debe considerar ejes según caras
opuestas, según vértices opuestos y según aristas opuestas. .
Plano de simetría: es un plano imaginario que divide al cristal en mitades iguales, cada
una de las cuales es la imagen especular perfecta de la otra.
Centro de simetría: se llama centro de simetría a un punto ideal situado en el interior
del cristal, que divide en dos partes iguales a toda recta que pasando por él una
puntos homólogos
CLASES DE SIMETRIA
Las combinaciones posibles de todos los elementos de simetría dan como resultado
32 clases de simetría, en las que se pueden incluir todos los cristales. En cada clase
se encuentran cristales de igual simetría geométrica y física. De acuerdo con ciertos
caracteres comunes o parecidos, se pueden agrupar estas 32 clases de simetría en
seis grandes grupos, sistemas cristalinos. Su característica común es el eje de
coordenadas tridimensionales, que permite determinar con precisión la posición de
ciada cara cristalina.
Los cristales minerales pertenecen a alguno de los seis sistemas cristalinos existentes,
cada uno de ellos definido en términos de sus ejes cristalográficos. Todos los sistemas
tienen tres ejes cristalográficos (a, b, c), salvo el sistema hexagonal que posee cuatro.
Según la figura Nº 1, los ejes son mutuamente perpendiculares y cuando se coloquen
en su posición correcta quedan orientados como sigue:
Un eje, al que llamaremos “a”, es orientado y está en una posición frontal lateral; otro
eje al que llamaremos “b”, es horizontal también y su posición es de derecha a
izquierda; y el tercer eje llamado “c”, son positivos; los extremos opuestos, son
negativos.
Fig. Nº 1. Ejes de cristalográficos.
Los ángulos que forman los extremos positivos de los ejes se designan
convencionalmente con las letras griegas , , . El ángulo es el comprendido
entre los ejes b y c, el ángulo entre a y c, y el ángulo entre a y b.
De acuerdo al largo de los ejes y los ángulos entre ellos, se conocen seis sistemas
cristalinos:
Cúbico
Tetragonal
Hexagonal
Rombito
Monoclínico
Triclínico.
Clases de simetría cristalina.
Sistema Coordenadas Clases cristalinas Elementos de simetría
Cúbico a1=b=c
= = =90º
HexaquisoctaedricaGiroédricaHexaquistetraédricaDiploédricaTetartoédrica
C,3A4,4A3,6A2,9P3A4, 4A3, 6A2
3A2, 4A3,6PC,3A2,4A3,3P3A2,4A3
Tetragonal
a1=b c
= = =90º
Bipiramidal ditetragonalTrapezoédrica tetragonalPiramidal ditetragonalEscalenoédrica tetragonalBipiramidal tetragonalBiesfenóidica tetragonal
C,1A4,4A2,5P1A4,4A2
1A4,4P3A2,2PC, 1A4,P1A4
1A3,1P
Hexagonal División Hexagonal
a1=a2=a3 c
= =90º
Bipiramidal dihexagonalTrapezoédrica hexagonalPiramidal dihexagonalBipiramidal ditrigonalBipiramidal hexagonalPiramidal hexagonalBipiramidal trigonal
C,1A6,6A2,7P1A6,6A2
1A6,6P1A3,3A2,4PC,1A6,6P1A6
1A3,P
Hexagonal DivisiónRomboédrica
=120º
Escalenoédrica hexagonalTrapezoédrica trigonalPiramidal ditrigonalRomboédricaPiramidal rómbica
C,1A3,3A2,3P1A3,3A2
1A3,3PC,1A3
1A3
Rómbicoa b c
= = =90º
Bipiramidal rómbicaBiesfenóidica rómbicaPiramidal rómbica
C,3A2,3P3A2
1A2,2P
Monoclínicoa b c
= =90º
PrismáticaEsfernóidicaDomática
C,1A2,P1A2
1P
Triclínico a b c Pinacoidal
PedialCNinguno
FORMA DE LOS CRISTALES.
Pseudomorfos: Mineral cristalizado, se ha disuelto o transformado en otro compuesto,
rellenando el espacio ocupado por el otro anteriormente y presentando una forma que
no le pertenece. Ejemplo: Malaquita según Cuprita.
Alotriomorfo: Cristal sin forma o caras definidas.
Idiomorfo: Cristal con todas sus caras bien definidas.
Hipidiomorfos: Algunas caras del cristal bien formadas.
Aspectos naturales de los cristales.
No todos los minerales que se encuentran en la naturaleza tienen la forma típica que
imponen las leyes de la cristalografía. Aunque a veces se presentan aislados, por lo
general se haya constituyendo, agregados. Cuando varios tapizan una superficie plana
o convexa se dicen que forman drusas, y si la superficie es cóncava, una geoda.
Cuando se asocian dos o más cristales de tal manera que sean simétricos con
respecto a un plano, a un eje o a un centro, se forma una asociación regular llamada
macla.(Figura )
Redes espaciales.
Todos los cuerpos cristalinos están formados por “puntos” dispuestos con arreglo a
modelos espaciales definidos en los que cada punto puede ser considerado como el
centro de gravedad de un átomo, ión o molécula parcial o completa. En un modelo
espacial, lo que rodea a un punto es idéntico en orientación y disposición a lo que
rodea a otro punto cualquiera. Los modelos espaciales de puntos son llamados redes
espaciales que pueden ser consideradas como extendiéndose indefinidamente en tres
dimensiones. Cada red espacial es un conjunto de unidades o celdas elementales
cada una de las cuales contiene el menor número posible de unidades que determina
por completo una red espacial como la representada por la Fig. Nº 2 en que la celda
unidad está dibujada en trazos gruesos.
Fig. Nº 2.-Redes espaciales.
El estudio matemático de las disposiciones de puntos en el espacio indica que sólo
son posibles 14 disposiciones diferentes en las cuales sea exactamente la misma
disposición de los puntos en torno a cualquiera de ellos. En 1848 Auguste Bravais
demostró la existencia de estas 14 redes que están representadas en las Fig. 3
conocidas con el nombre de redes de Bravais.
Triclínico.
Monoclínico
Rómbico
Tetragonal
Hexagonal.
Cúbica.
Fig. Nº 3.- Redes de Bravais.
El hecho más importante y fundamental relativo a las sustancias cristalinas es que las
partículas que las forman están dispuestas de manera ordenada. Un cristal debe, por
tanto, ser descrito como formado por un gran número de unidades extraordinariamente
pequeñas, distribuidas en una serie de repeticiones tridimensionales. Estas unidades
idénticas se distribuyen en los puntos de una red tridimensional de tal manera que
todos ellos tienen idénticos alrededor. La red viene definida por las tres direcciones y
las distancias según las cuales el motivo se repite. En 1850, A. Bravais demostró
matemáticamente que sólo podía haber 14 tipos de redes espaciales.
Todo cristal cuya formación se desarrolle sin trabas, es decir con espacio suficiente,
en general está limitado por las caras planas. Toda modificación que aparezca sobre
el elemento de una forma cristalina (vértices, aristas) se repite en todo los elementos
idénticos de dicha forma.
Las modificaciones más comunes son:
Biselamientos: Reemplazo de una arista por dos caras.
Apuntamientos: Reemplazo de un vértice por dos o más caras.
Truncamientos: Reemplazo de una arista o vértice por una cara.
Leyes cristalográficas:
Ley de constancia de los ángulos diedros o interfaciales. (Nicolás Steno):
El ángulo que existe entre caras es constante, se puede medir con un goniómetro.
Ley de Bravais:
La velocidad de crecimiento de las caras de un cristal es directamente proporcional a la
densidad atómica (Cantidad de átomos en una dirección).
MACLAS
Las maclas consisten en agrupaciones homogéneas de uno o de varios individuos de
la misma especie que poseen en común dos de sus tres direcciones cristalográficas
principales. Muchas maclas se reconocen fácilmente debido a que en ellas existen
ángulos entrantes dirigidos hacia el interior del cristal. En otras palabras las maclas
son dos o más cristales de una misma sustancia que tiene paralelismo parcial en
ciertas direcciones e invertidas en otras.
Los tipos de maclas más importantes, relacionados con los minerales de esta práctica
son:
Simples: Todos los cristales están orientados en una misma dirección.
Múltiples: Todos los cristales están orientados en distintas direcciones.
Contacto: Los minerales están unidos por un plano de maclas.
Penetración: Compenetrados entre minerales.
Polisintéticas: Los planos de maclas son paralelos.
Cíclicas: Los planos de maclas no son paralelos.
Ejemplos:
Macla de penetración Pirita
Macla de codo Rutilo
Macla en cruz Estaurolita
Macla en punta de Flecha Yeso
Causas que produzcan las maclas:
1. Cambio de estructura cristalina.
2. Cambio de presión y temperatura.
3. Depositación de pequeños cristales en uno de mayor tamaño.
Efectos que producen las maclas:
1. Alteración en la verdadera simetría del cristal.
2. Producen estrías. Ejemplo: Plagioclasas.
3. Producen particiones preferenciales, similares al clivaje o exfoliación.
De acuerdo a su génesis existen los siguientes tipos de maclas.
Primarias: Se originan cuando se forma el mineral.
Secundarias: se originan después de la génesis o formación del cristal según sus
átomos.
Leyes cristalográficas:
Ley de constancia de los ángulos diedros o interfaciales. (Nicolás Steno):
El ángulo que existe entre caras es constante, se puede medir con un goniómetro.
Ley de Bravais:
La velocidad de crecimiento de las caras de un cristal es directamente proporcional a
la densidad atómica (Cantidad de átomos en una dirección).
Es necesario exponer que los sólidos cristalinos son usualmente anisótropos, es decir
posee propiedades físicas que varían según las direcciones en que ellas se miden; lo
mismo vale para el comportamiento de la luz, muy importante en relación con la
determinación de especies minerales bajo el examen del microscopio, aunque el
sistema cúbico origina minerales que son isótropos respecto de las propiedades
ópticas. Las sustancias amorfas tienen, por el contrario, isotropismo o sea las
propiedades físicas y ópticas resultan iguales en cualquier dirección en que se midan u
observen.
Se ha señalado anteriormente que cada especie mineral tiene una particular estructura
interna y tal que ese mineral puede cristalizar en uno de los seis sistemas cristalinos,
posibilitando, la determinación del sistema cristalino correspondiente un antecedente
para la identificación de dicho mineral; en este aspecto, basta observar la forma
externa del cristal para definir el sistema al cual pertenece; pero, corrientemente el
mineral muestra cristales muy distorsionados o carece aparentemente de forma
cristalina y debe definirse
el sistema cristalino en base a observaciones bajo el microscopio o, como ocurre en
los minerales de arcilla, de acuerdo con exámenes por rayos x.
