Materiales

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Ciencia de los Materiales
La Teoría Cristalina se basa en tres importantes postulados, son estos:
- Postulado Reticular; el cristal es un medio periódico infinito definido por una de las catorce redes de Bravais.
- Postulado estructural; el cristal posee una estructura atómica y la simetría de esta corresponde a uno de los 230 grupos espaciales ( 32 clases de simetría puntual + 14 redes deBravais)
- Postulado energético; los atomos en la estructura cristalina ocupan posiciones de equilibrio para los cuales la energía es mínima.
Por todo esto, la teoría cristalina nos proporciona una idea del cristal donde el orden, existe, manda, en todo momento. Pero la realidad es muy distinta, el cristal real no es un ente atómico perfecto, sino que esta lleno de defectos. Por ejemplo, un cristalde Fluorita se origina por la aposición de miles de millones de átomos, y en este proceso es muy posible que se generen errores en su estructura. Estos errores son los que hacen que cada especimen mineral sea único e irrepetible. Estas imperfecciones son una característica esencial del cristal. Pero solo puede existir un número finito de imperfecciones en el cristal ya que de lo contrario dejaríade ser un sólido cristalino.
Tipos de imperfecciones en los cristales:
- Relativas a su extensión:
La primera imperfección del cristal es su propia limitación, la teoría cristalina considera que la materia cristalina es un medio periódico infinitamente extendido en las tres direcciones del espacio. Pero un cristal real esta limitado en el espacio por caras, por otros cristales adyacentes, opor otros materiales. Por ejemplo un cristal de fluorita puede crecer en una grieta de roca caliza, la estructura de la fluorita se ve limitada en ese caso por la caliza.
En las caras de los cristales existe un estado de no saturación, por ello tiene tendencia a absorber partículas creando por ejemplo epitaxias o películas orientadas. (Definición de epitaxia: es el crecimiento de cristales de unmineral en una cara cristalina de otro mineral (puede darse entre minerales iguales, homoepitaxia), de forma que el sustrato cristalino de ambos minerales tiene la misma orientación estructural. Existe, homoepitaxia o heteroepitaxia según los materiales sean iguales o distintos.
- Relativas a su composición:
Los minerales no suelen ser sustancias puras, un mineral puro es algo excepcional. Lamayoría presenta una variación en su composición química.
Es determinante en la estructura del cristal el tamaño de las partículas que la forman, la coordinación de estas dependen de reglas geométricas fijas.
Sustitución: átomos de igual o parecido tamaño pueden jugar un papel idéntico en la estructura, la geometria no se altera pero la periodicidad si. Existen minerales en la naturaleza con mayorcapacidad para aceptar en su estructura otros elementos que no son los que teoricamente tiene su composición básica. Por ejemplo, un mineral muy común, la calcita (Co3Ca), si su composición es pura, es incolora, pero suele tener colores muy diferentes debido a que su composición básica puede variar, dependendiendo de las condiciones en la que crezca, si alrededor existe manganeso, atomos de esteelemento se introducen en la estructura de la calcita, sustituyendo atomos de Calcio. En ciertos casos, los nuevos átomos que entran sustituyendo a otros tienen valencia distinta y como el cristal debe de permanecer neutro, la solución es no ocupar todas las posiciones atómicas ocupadas por el ión o atomos de carga menor, esto es lo que se llama lugares vacantes.
 Si el átomo que se incorpora a laestructura es muy pequeño puede situarse, sin alterarla profundamente, en los espacios interatómicos existentes, llamados lugares intersticiales.
Las impurezas del medio pueden ser englobadas por el cristal que crece, a estas impurezas se las llama inclusiones. Por ejemplo, no es raro que el cuarzo tenga cristales de otro mineral dentro de él. Un caso muy vistoso son los cristales de cuarzo en...
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