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2.2. Cristalografía

Cristalografía

La cristalografía es la rama de la ciencia que se encarga del estudio de los cristales, de cómo están dispuestos los átomos dentro del sólido cristalino. Inicialmente estudiaba el crecimiento y geometría externa de los cristales, aunque después pasó a estudiar su estructura interna y composición química.

La mayor parte de los minerales, compuestos orgánicos y otros materiales tienen estructura cristalina.

La materia sólida está formada por partículas que están dispuestas en su interior de dos formas posibles:

  • De forma ordenada, formado sólidos cristalinos que suelen tener formas geométricas y caras planas. Las partículas que los componen el interior de un cristal están ordenadas según un patrón repetitivo que forma una red tridimensional llamada red cristalina. La unidad más pequeña de un cristal es la celda unitaria. Por ejemplo, los minerales.
  • De forma desordenada, formando los sólidos amorfos, sin una forma geométrica bien definida. Las partículas que los componen no forman la red tridimensional que tienen los sólidos cristalinos. Por ejemplo, el vidrio, los plásticos, las ceras, etc. serían sólidos amorfos.

Elementos geométricos de un cristal

Los elementos geométricos de un cristal son:

  • Caras: superficie plana que separa el cristal del medio exterior.
  • Aristas: línea formada de la intersección entre dos caras.
  • Vértices: punto en el que convergen tres o más aristas.

Elementos cristalográficos

La estructura cristalina está formada por la agrupación de partículas (átomos, iones o moléculas) repetidas periódicamente en tres dimensiones, originando una red cristalina.

Los elementos cristalográficos están dispuestos en el espacio siguiendo tres ejes (a, b, c) que están formando tres ángulos entre sí (α, β, γ). La parte más pequeña de esta red que se repite por traslación ordenada se llama celdilla unidad o celdilla elemental.

Según cómo se disponen ordenadamente los elementos cristalográficos, aparecen elementos geométricos de simetría, como ejes (binarios, ternarios, cuaternarios, y senarios), planos y centros de simetría.

Redes cristalinas

Según las longitudes de cada lado de esa celdilla unidad y los ángulos que forman entre ellos, se distinguen siete sistemas cristalográficos.

Yrithinnd / GNU

Según cómo estén ordenados los componentes de un cristal, tendrá unas propiedades u otras, como en el caso del diamante y el grafito, formado por el mismo tipo de átomos (carbono) pero cuyo ordenamiento origina minerales con propiedades bien distintas.

Sistema cristalino Ejes Ángulos entre ejes Simetrías requeridas Celdilla unidad
Cúbico a = b = c α = β = γ = 90° Tres ejes cuaternarios

Tetragonal a = b ≠ c α = β = γ = 90° Un eje de rotación cuaternario o un eje de inversión cuaternario
Ortorrómbico (o Rómbico) a ≠ b ≠ c α = β = γ = 90° Tres ejes binarios perpendiculares entre sí.
Hexagonal a = b ≠ c α = β = 90°; γ = 120°

Un eje de rotación senario o un eje de inversión senario (eje ternario + plano de simetría perpendicular)


Trigonal (o Romboédrico) a = b = c α = β = γ ≠ 90° un eje de rotación ternario o un eje de inversión ternario (eje ternario + centro de simetría)
Monoclínico a ≠ b ≠ c α = γ = 90°; β ≠ 90° Un eje de rotación binario o un eje de inversión binario (plano de simetría)
Triclínico a ≠ b ≠ c α ≠ β ≠ γ

α, β, γ ≠ 90°

Ninguna

PNG originales de Daniel Mayer, trazados en Inkscape por el usuario: Stannered / CC BY-SA

Según dónde se localicen los átomos en la celdilla unidad, se establecen 14 estructuras cristalinas básicas llamadas redes de Bravais.

The original uploader was Angrense at Portuguese Wikipedia., CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Extremadura, Junio de 2019, opción A, pregunta 2

2. Definición de celdilla unidad. 1 punto.

Castilla y León, junio de 2019, opción A, cuestión 2

2.- Indique la diferencia entre cristal y mineral y ponga un ejemplo de cada uno de ellos.

La Rioja, Junio de 2018, opción A, cuestión 2a

2. a) (0,5 puntos) ¿Qué queremos decir cuando decimos que un mineral tiene estructura cristalina? ¿Qué son los agregados cristalinos?

Extremadura, julio de 2017, opción A, pregunta 2

2. Indicar la simetría mínima del sistema cristalino cúbico y sus parámetros cristalográficos. 1 punto.

Extremadura, Junio de 2018, opción A, pregunta 2

2 .. Indicar parámetros cristalográficos del sistema cristalino exagonal . 1 punto.

La Rioja, Junio de 2021, pregunta 3

Pregunta 3.- Los minerales aparecen formando estructuras cristalinas. ¿A qué nos referimos cuando hablamos de cristales referido a los minerales? ¿Qué es la celdilla unidad?

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