Cristales: definición y estructura.
Celdilla Unidad.
Definimos cristal como un sólido homogéneo que posee un
orden interno tridimensional. Es decir, posee una regularidad. Ello es debido a
que los cristales están compuestos por una serie de átomos y forman una
estructura que se repite.
A la celdilla más pequeña que nos reproduce el modelo de
ordenación se le denomina celdilla unidad. Pueden presentar variaos tipos de
formas geométricas.
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| Celdilla unidad. |
En el ejemplo anterior tenemos una celdilla unidad cúbica.
Un ejemplo de estructura cristalina con celdillas unidades cúbicas es la sal
común, el cloruro sódico. En los vértices de la celdilla estarían los
diferentes átomos, en este caso los átomos de sodio y cloro.
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| Cristal de cloruro sódico |
Cristales y simetría.
Una de las principales propiedades de la materia cristalina
es la simetría. En un cristal podemos hacer operaciones de simetría, de forma
que con distintos movimientos que se pueden realizar sobre un cristal siempre
podremos hacerlo coincidir con su posición original.
En total podemos hacer tres tipos de operaciones o
movimientos: rotación alrededor de un eje, reflexión sobre un plano e inversión
con respecto a un centro.
Los elementos de simetría son los ejes, los planos y los
centros de simetría. Estos deben agruparse de una manera concreta. Las
combinaciones posibles de agrupamiento de estos tres elementos darán lugar a
los 32 tipos de simetrías.
Si queremos describir los critales, tendremos que tomar
líneas de referencia y no unas cualquiera, sino aquellas que pasan por un punto
común. De esta manera tendremos los llamados ejes cristalográficos, los cuales
forman entre si unos ángulos determinados. A estos ángulos se les denomina α, β y γ.
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| Cristal con líneas de referencia y ángulos |
Tanto los ejes como los ángulos que forman los ejes entre si
se denominan constantes cristalográficas.
Las 32 clases cristalinas se pueden agrupar en 7 sistemas
distintos que reciben el nombre de cúbico, tetragonal, hexagonal, romboédrico,
rómbico monocíclico y tricíclico.
Mineralogía.
Mineralogía práctica.
Los minerales presentan propiedades físicas distintivas,
que nos ayudarán a distinguir un mineral de otro.
Entendemos mineral como el elemento más simple de la materia
sólida que puede ser encontrado de forma aislada en la naturaleza. Puede estar
formado por un elemento químico o por varios. En algunos casos su fórmula no es
exacta, sino aproximada.
Las clases minerales son los grupos en los cuales podemos
dividir los minerales que vamos a estudiar. Derivan del estudio de su
composición química.
En cuanto a las características físicas que van a definir un
mineral, podemos destacar las siguientes:
Color: es la primera característica física. Podemos
encontrar todo tipo de colores, con infinidad de tonalidades y variaciones.
Color de la raya: si rayamos con un mineral una pieza de
porcelana, aparecerá sobre esta una raya de un color determinado. Al color de
esta raya sobre la porcelana se denomina color de la raya. En ocasiones
coincide con su color externo, pero en otras ocasiones no.
Brillo: los minerales se pueden clasificar en dos grandes
categorías en función de su brillo, los que tienen brillo metálico y los que
tienen brillo no metálico. El brillo metálico es aquel que caracteriza
minerales como el oro, o la plata. El brillo no metálico puede dividirse en una
serie de términos, hablándose de brillo graso cuando parece estar cubierto de
una película de aceite, brillo vítreo cuando recuerda al brillo del vídrio,
nacarado cuando presenta brillo como el nácar, adamantino cuando su brillo es
similar al del diamante, sedoso cuando recuerda a la seda. Y finalmente mate
cuando carece de brillo y submetálico cuando se encuentra entre el brillo
metálico y el mate.
Dureza: la dureza se puede dividir en tres grandes grupos,
alta, media y baja. También se mide por la escala de Mohs, encontrando valores
entre el 1 y el 10. Los mienrales con dureza alta presentan durezas mayores de
5,5 y no se pueden rayar con una navaja. Los mienrales con dureza media se
pueden rayar con una navaja, pero no con la uña, siendo característica de
minerales blandos con una dureza de entre 2,5 y 5,5. Por último, los mienrales
blandos presentan durezas por debajo de 2,5 y pueden ser rayados con la uña.
Como indicábamos, cuando queremos hacer una medición o
escala más a fondo de la dureza del mineral, se usa la escala de Mohs, que
varía de 1 a 10. Se basa en la dureza de diez minerales conocidos, el más
blando tiene dureza 1 y el más duro 10 y un mineral tiene una dureza
determinada cuando es capaz de rayar ese mineral o minerales más blandos, pero
no puede rayar minerales más duros. Los diez minerales de la escala son:
Talco – Yeso – Calcita – Fluorita – Apatito – Fortosa –
Cuarzo – Topacio – Corindón – Diamante.
Densidad: la densidad puede ser calculada con exactitud con
relativa facilidad. En términos generales, se puede hablar de minerales pesados
y ligeros. En un estudio de campo, basta con sopesar el mineral para estimar si
pesa mucho o no.
Hábito: se trata de la forma catacterística o conjunto de
formas que vemos al observarlo directamente. Se pueden resumir tres tipos de
hábitos. Por un lado, se habla de hábito
enhedral cuando posee una forma cristalina pefecta y bien definida. Un ejemplo
es el cristal de cuarzo. Por otra parte tenemos el hábito subenhedral cuando se
forma un poco de cristal, pero no se trata de un cristal perfecto, es decir, el
mineral mantiene una cierta apariencia de cristal. Por último tenemos el hábito
ahedral cuando carece de forma, es decir, es amorfo o con forma poco definida.
Estos tres hábitos pueden extenderse en quince hábitos
completos diferentes (o incluso más en algunas bibliografías).
Debemos tener en cuenta que los cristales perfectos (como
los que suele formar el cuarzo) son minerales raros, son una excepción. Lo
normal es que los minerales no se encuentren en ese estado de cristalización.
La mayor parte no se pueden reducir a estos tres tipos tan fácilmente, tienden
a formarse agregados de otros granos más pequeños. Esos agregados son los que
forman los hábitos reales que nos encontraremos en la naturaleza.
Por una parte, podemos encontrar minerales con aspecto
masivo o granular. Se habla granular cuando apreciamos granos con un tamaño
parecido y masivo cuando los granos carecen de uniformidad.
También podemos encontrar minerales de aspecto lamelar,
formados por capas que se disponen como las hojas de un libro.
El aspecto foliado se refiere a la formación de pequeñas
láminas que pueden separarse unas de otras, como ocurre en el grafito.
El micáceo está constituido por láminas que se separan con
gran facilidad. El hojoso por cristales individuales, aplanados y alargados. El
fibroso, por fibras muy finas. El acicular, con forma de agujas y si todas las
agujas parten de un solo punto, se habla de radiante.
Se habla de aspecto globular cuando existen pequeñas esferas
o glóbulos. Dendrítico si aparece una disposición ramificada como las hojas de
un árbol. Y mamilar cuando aparecen prominencias redondeadas de tamaño
apreciable.
Un aspceto botroidal es aquel en el que varios elementos se
agrupan como racimos de uvas. El coloforme se da cuando se aprecian a la vez
mamilar, botroidal y globular.
El aspecto estalactítico es aquel en el que se disponen como
estalactitas en las cuevas. Las geodas son cavidades rellenas, pero no
totalmente, sino parcialmente rellenas con un hueco en el interior y una o
varias bandas que lo envuelven alrededor. El oolítico es aquel en el que
aparecen formas ovolidales, en el que varias capas se envuelven unas a otras. A
cada elemento que rodea se le denomina ooide y suelen estar anclados por otros
minerales intermedios como el cuarzo o hematites.
Exfoliación: cuando se parte según planos preferentes, se
dice que el mineral presenta exfoliación. Si se parte dando lugar a superficies
curvas, se denomina fractura. Existen muchos tipos de fracturas o
exfoliaciones, como la concoidea, astillosa, irregular, etc.
Diafanidad: los minerales pueden clasificarse como opacos,
translúcidos y transparentes. Los opacos no dejan pasar la luz, los
translucidos dejan pasar luz a través de ellos, pero no permiten identificar
ningún objeto a su través y los transparentes dejan pasar la luz y se pueden
ver objetos a su través.
Tenacidad: depende de la cohesión de los minerales. Según
esta cohesión, hay una serie de posibles tenacidades. Así, un mineral puede ser
maleable cuando es capaz de dar lugar a hojas planas mediante la acción de un
martillo de una forma muy regular (sucede con minerales como el oro, la plata o
el cobre). Hablamos de tenacidad sectil cuando es capaz de ser cortado con un
chuchillo o al menos poemos hacerle una hendidura (como ocurre con el cobre).
La tenacidad ductil se refiere a que, al aplicar una fuerza, se puede estirar
el mineral y hacerlo formar un alambre (ocurre con el oro y la plata). Un
mineral es flexible si se puede doblar y permanece doblado después de que cese
la aplicación de la fuerza. Y es frágil cuando ofrece poco o ninguna
resistenacia a la ruptura (se parte en fragmentos irregulares). Un mineral es
elástico si, después de deformado, vuelve a retomar la forma original.
Sabor: según su sabor un mineral puede ser dulce o amargo
(como ocurre con los sulfatos).
Magnetismo: propiedad de un mineral de ser atraído por un
imán.
Radioactividad: un mineral es radioactivo cuando sufre
descomposición radioactiva, es decir, sus núcleos atómicos se descomponen.
Ocurre con el uranio, que se descompone en plomo. Se detecta usando medidores o
contadores Geiger.
