Estructura de los cristales y procedimientos para determinarlas

Estructura de los cristales y procedimientos para determinarlas

En el mundo que nos rodea hay una cantidad enorme de sustancias en estado cristalino a las cuales les son peculiares muchas propiedades muy variadas, debidas tanto a la diversidad de la estructura interna, como a la naturaleza de los átomos, que entran en su composición. Todos los cristales, aunque solo sea respecto de alguna de sus propiedades, son anisótropos, es decir, sus propiedades dependen de la dirección del cristal.

Las sustancias solidas cristalinas se encuentran en forma de cristales aislados monocristales y en forma de policristales, es decir de aglomeraciones de pequeños cristales orientados desordenadamente llamados cristalitos o granos.

Una particularidad de la estructura de las sustancias cristalinas es la existencia de una correlación en la disposición mutua de los átomos a distancias mayores que la interatómica media. Esta correlación se debe al equilibrio de muchas fuerzas o procesos que se producen durante las interacciones con los átomos y las capas electrónicas de estructura específica. En este estado de equilibrio los atomos se disponen ordenadamente, formando las figuras simétricas características de cada cristal.

Cada substancia cristalina se diferencia de las otras substancias también cristalinas por su estructura atómica. Debido a la regularidad y simetría de la estructura, los cristales son homogéneos y anisótropos.

La estructura del cristal es una realidad física. Cuando se habla de la estructura de un cristal se tiene en cuenta una disposición completa de las partículas en el espacio cristalino.

En la naturaleza suelen encontrarse cristales de forma exterior poliédrica perfecta, en los cuales las caras y las aristas homologas se repiten. En este caso se dice que el cristal posee simetría.

Si se trata de figuras geométricas, la simetría es su propiedad de tener partes iguales uniformemente dispuestas. Haciéndola girar alrededor del eje y reflejarse en un punto o en un plano, la figura puede coincidir consigo misma. Estas operaciones se llaman transformaciones simétricas y la imagen geométrica que caracteriza una transformación simétrica por separado, se denomina elemento de simetría. Todo cuerpo, lo mismo que toda figura geométrica, puede considerarse como un sistema de puntos. Cada figura finita tiene por lo menos un punto que permanece en su sitio durante las transformaciones simétricas.

En los cristales el numero de simetrías es limitado. En ellos se distinguen los siguientes elementos principales de simetría: el plano especular de simetría, el eje de simetría de rotación y el centro de simetría o centro de inversión.

Todo poliedro cristalino tiene un numero determinado de elementos de simetría. El conjunto de todos los elementos que caracterizan la simetría de un objeto se llama, en el caso general, clase de simetría.

Las clases de simetría se distinguen por el numero o por la disposición de los elementos de simetría. El análisis matemático completo de todos los casos posibles de combinaciones de los elementos de simetría que se presentan en los cristales ha demostrado que el numero de dichas combinaciones de los elementos es rigurosamente limitado y por consiguiente también es limitado el numero de clases de cristales.

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