La geometría interna de los cristales (A. Lauder)

Cristal de Cuarzo

Lo primero de lo que quiero hablar es la cristalografía. La cristalografía es la ciencia que se dedica al estudio y resolución de estructuras cristalinas. La mayoría de los minerales adoptan formas cristalinas cuando se forman en condiciones favorables. Es el estudio del crecimiento, la forma y la geometría de estos cristales.

 

Cuando los átomos de la materia no se mueven demasiado, se juntan en grupos de manera que gasten la menor energía posible, cuando un grupo consigue gastar menos energía que los demás, estos le “copian” y se agrupan de la misma manera. Así nacen los cristales.

Esto quiere decir, que si en una parte del cristal los átomos están dispuestos de cierta manera, mires donde mires en el cristal, no podrás encontrar un grupo de átomos dispuesto de forma distinta. Eso sí, la parte interna del cristal tiene algunos fenómenos, por ejemplo, en algunas partes del cristal, la fuerza de los átomos es mayor en una dirección determinada, lo que significa que hay partes de los cristales que son más frágiles que otras. Otro fenómeno es que la estructura interna muchas veces sale a la superficie debido a la forma por la cual ese cristal se ha formado. Imaginando ese cristal depositado en una solución, los átomos buscarían la posición que menos energía gastara y, debido a la dirección de las uniones atómicas explicado anteriormente, los átomos se irán moviendo con distinta velocidad en algunas direcciones, lo que ocasiona que la superficie de cristal quede con diferentes formas geométricas.

Estructura cristalina del NaCl

 Las propiedades de los cristales dependen de los enlaces que unen a los átomos: Los enlaces covalentes y los iónicos, los dos formando las redes cristalinas (como la de la imagen). Los enlaces covalentes son más comunes y muy fuertes, esto se puede ver, por ejemplo, en los diamantes, ya que cada carbón tiene cuatro enlaces covalentes. 

Ahora voy a hablar de las redes cristalinas, estas se forman por la un unión de iones del signo opuesto, creando cada uno a su alrededor un campo eléctrico que les permite rodearse de otros iones. Los cristales tienen sus iones en contacto mutuo, lo que explica que sean incompresibles. Además,  no pueden moverse libremente, sino que se están colocados en posiciones fijas distribuídas en el espacio formando redes espaciales. En la red de la imagen, podemos ver una de las combinaciones más comunes: NaCl, o, como es más conocida, la sal común.

 

La cristalografía es una técnica importante en varias disciplinas científicas, como la química, física y biología y tiene numerosas aplicaciones prácticas en medicina, mineralogía y desarrollo de nuevos materiales. Por su papel en «hacer frente a desafíos como las enfermedades y los problemas ambientales», la UNESCO declaró el 2014 como el Año Internacional de la Cristalografía.

Álvaro Lauder