Cristalografia

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UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN MINAS, METALURGIA Y GEOLOGÍA


CRISTALOGRAFIA



M.I.E. ELIA MÓNICA MORALES ZÁRATE



Guanajuato, Gto. Febrero 2011.

INTRODUCCIÓN A LA CRISTALOGRAFIA






La Cristalografía es la ciencia de los cristales que estudia su origen, crecimiento, estructura interna y propiedades físicas. Es una palabra que proviene delgriego que significa congelado en frío. Inicia a finales del s. XIX. En 1690, el científico holandés Christian Huygens, estudiando las propiedades ópticas de la calcita , dijo que las propiedades físicas de los minerales se podían explicar por la estructura interna regular de la sustancia cristalina.







Ya en 1669, Niels Stensen (Nicolás Steno), había proclamado la primera leyfundamental de la cristalografía: la ley de la constancia de los ángulos diedros entre las caras de los cristales. En la misma época Erasmo Bartholin, descubrió la doble refracción en los cristales de espato de Isalandia, dando origen a la óptica cristalográfica. Lomonósov (1711-1765) enunció la teoría corpuscular de la constitución de la materia. Los corpúsculos se les representaba en forma esférica.Ordenándolos y formando mentalmente cristales con ellos.





En 1774, R. J. Haüy descubrió la segunda ley fundamental de la cristalografía: La ley de la Racionalidad (se basó al observar la exfoliación de la calcita). Supuso que las moléculas de los minerales tienen la forma de paralelepípedos. Se puede expresar la posición de cada cara del cristal en el espacio con tres números enterosA principios del s. XIX, Miller aplicó en la cristalografía los métodos de geometría analítica y creo un simbolismo racional para la notación de las caras mediante índices.



La medición de los ángulos diedros de los cristales naturales se realizaba con un aparato llamado goniómetro de aplicación (de contacto) y con goniómetros de reflexión. Estos aparatos fueron inventados por Carangeot,en 1782, el primero y el segundo por Wollaston, en 1809.

A comienzos del s XIX se crearon las bases de la ciencia de la simetría de los cristales. Hessel en 1830, fue el primero en deducir todas las formas posibles de simetría de los cristales.  En 1867, Gadolin (1828-1892). Basándose en leyes geométricas dedujo 32 tipos de simetría de los cristales.  En 1912, Laue consiguió demostrarexperimentalmente la exactitud de la teoría reticular. Por medio de los rayos X




Se describen como materiales cristalinos aquellos materiales sólidos cuyos elementos constitutivos se repiten de manera ordenada y paralela y cuya distribución en el espacio muestra ciertas relaciones de simetría. Así, la propiedad característica y definidora del medio cristalino es ser periódico, es decir, que alo largo de cualquier dirección, y dependiendo de la dirección elegida, la materia que lo forma se halla a distancias específicas y paralelamente orientadas. Además de ésta, otras propiedades características son la homogeneidad y la anisotropía.



El estado cristalino de la materia es el de mayor orden, es decir, donde las correlaciones internas son mayores y a mayor rango de distancias. Yesto se refleja en sus propiedades que son anisotrópicas y discontínuas. Suelen aparecer como entidades puras, homogéneas y con formas geométricas definidas (hábitos) cuando están bien formados.

La denominada estructura cristalina está caracterizada microscópicamente por la agrupación de iones, átomos o moléculas según un modelo de repetición periódica.  En esta red espacial existe unaporción del espacio cristalino, denominado celda unidad, el cual repetido por traslación y adosado desde un punto reticular a otro engendra todo el retículo.


Modelo atómico en un material ordenado (cristal)

Modelo atómico de un vidrio



En la estructura cristalina (ordenada) de los materiales inorgánicos, los motivos repetitivos son átomos o iones enlazados entre sí, de modo que...
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