1.2.- LA ESTRUCTURA CRISTALINA.
Cuando se dice que la estructura interna de un mineral
está ordenada, significa que los átomos de los elementos que lo componen se
disponen según una configuración interna simétrica. La estructura interna de un
mineral consta de dos o más partes idénticas, que se relacionan entre sí
mediante relaciones geométricas controladas por los operadores o elementos de
simetría.
Celda unidad y redes
cristalinas.
De la ordenación simétrica de los átomos de un mineral
resulta una disposición estructural básica que puede representarse en forma de
una malla o red llamada celda unidad, que está definida por tres vectores lo
más pequeños posible y los tres ángulos que forman los vectores lo más próximos
posible a 90º.
La repetición tridimensional de la celda unidad, siguiendo
una o varias de las relaciones geométricas de simetría, genera una estructura
de mayor entidad llamada red cristalina.
Los sistemas
cristalinos.
Para estudiar las redes cristalinas de los minerales, la cristalografía
(ciencia que estudia las características de los cristales y sus propiedades)
intenta agruparlas teniendo en cuenta la celda unidad y las relaciones de
simetría que dirigen su repetición espacial.
Esta agrupación no es tan extensa como podría pensarse, ya
que los elementos de simetría solo pueden combinarse de 32 formas diferentes,
llamadas clases de simetría, las cuales se pueden reunir, a su vez, en siete
sistemas cristalinos (triclínico, monoclínico, trigonal o romboédrico,
hexagonal, rómbico, tetragonal y cúbico). Cada sistema cristalino está a su vez
caracterizado por uno o más elementos de simetría propios y exclusivos.
Los poliedros de cada sistema cristalino pueden tener
todos los elementos de simetría que le caracterizan (holoédricos) o solo una
parte de ellos.
Los cristales y el
hábito cristalino.
La estructura cristalina de un mineral se repite en todas
las direcciones del espacio dentro de cada muestra de dicho mineral, pero no
tiene qué manifestarse externamente. En ocasiones, el mineral se origina en
condiciones favorables, de manera que adquiere una forma externa que refleja
exactamente su estructura interna. Una muestra de un mineral que adquiere esta
configuración externa ideal se denomina cristal.
Muchos minerales aparecen en forma de cristales. El
aspecto exterior o forma cristalina de dichos cristales se denomina hábito
cristalino y puede variar dependiendo de las condiciones de formación mineral y
de la presencia de impurezas (átomos o moléculas que se integran en la red cristalina
y alteran su regularidad).
Hay minerales que presentan casi siempre el mismo hábito
(como la halita o la sal gema, que aparece en cubos), y en otros de hábitos muy
variable (como la calcita, que presenta una gran variedad de formas).
Aplicaciones de los
cristales.
Por su combinación de composición y estructura geométrica,
los cristales tienen una belleza y unas propiedades muy especiales que no han
pasado inadvertidas para el ser humano. De hecho, los sólidos cristalinos
tienen multitud de aplicaciones industriales y comerciales.
Son populares los encendedores de gas que presionando un
botón producen una chispa. No es ni más ni menos que un cristal de cuarzo
sometido a presión que origina electricidad, es lo que se conoce como
piezoelectricidad. Este mismo cristal de cuarzo, con puntas recubiertas de oro,
consigue vibrar con una frecuencia de 32769 veces por segundo. La exactitud de
esta vibración es utilizada por los relojes para medir exactamente el tiempo.
Los cristales son utilizados en la industria para una
increíble variedad de aplicaciones: las cabezas lectoras de música,
transistores como amplificadores de la corriente eléctrica, en las células
solares convierten la luz solar en energía eléctrica, láser, joyería, etc. La
necesidad industrial de cristales ha permitido desarrollar una industria
dedicada a crearlos de manera artificial.