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Cristalografía (continuación)

Estructura de la materia cristalina

n mineral con estructura cristalina se caracteriza fundamentalmente por un orden o periodicidad (repetición periódica de iones, átomos o moléculas en todas las direcciones del espacio). Ese "orden" se opone al desorden que se manifiesta en los otros estados de la materia, tales como gases o líquidos. Cuando un mineral no presenta materia cristalina (que no existe un orden regular) se denomina amorfo.

Debido a la periodicidad, los cristales presentan formas más o menos regulares con definición de aristas, caras y vértices. Internamente, están constituidos por partículas que guardan entre sí relaciones y distancias fijas; estos parámetros internos se estudian mediante rayos X, mientras que los externos se realizan midiendo los ángulos que forman sus caras.

El cristalógrafo francés René Just Haüy, a finales del siglo XVIII, supuso que las diversas formas de la minerales cristalinos eran el resultado de la yuxtaposición de un mismo paralelepípedo elemental. Haüy formuló la ley que lleva su nombre, y que dice: "Tomando como eje de coordenadas las intersecciones de las tres caras de un cristal que se corten en un vértice, los cocientes de los parámetros sobre un mismo eje de todas las caras del mismo cristal vienen expresados por números racionales, en su mayoría sencillos".

La estructura cristalina se caracteriza por poseer una disposición ordenada en el espacio de sus iones, átomos o moléculas. El cubo de color verde representa la malla, o paralelepípedo más pequeño del espacio reticular

En 1850, Auguste Bravais, homólogo de Haüy, consiguió precisar la hipótesis que éste expusiera, definiendo la estructura cristalina como red cristalina, consistente en una estructura reticular resultado del agrupamiento de pequeñísimos paralelepípedos formados por unos pocos átomos. Cada uno de esos pequeños paralelepípedos constituyen lo que se denomina indistintamente malla, celda elemental, celda unidad o paralelepípedo fundamental.

Estructura reticular

Como se dijo, la agrupación de pequeños paralelepípedos forma una estructura reticular. Los átomos que se encuentran aislados dentro de esa estructura se denominan nudos. Entre nudo y nudo, a lo largo de una dirección determinada, existe una distancia llamada traslación; si se toman dos nudos a lo largo de una dirección, y se realiza una traslación indefinida a lo largo de ella (a intervalos equidistantes) se obtiene lo que se denomina fila reticular, consistente en una serie rectilínea de puntos. Si trasladamos paralelamente esta línea de puntos, igualmente mediante distancias equidistantes y sucesivas, obtendremos lo que se llama plano reticular. Finalmente, si se apilan una serie de planos reticulares separados por una traslación también regular, se obtiene una red espacial o espacio reticular, cuya figura es tridimensional.

1-fila reticular; 2-plano reticular; 3-espacio reticular

La malla, que como se ha dicho es la celda unidad o paralelepípedo más pequeño existente en el espacio reticular, se define por tres parámetros (a, b y c). Estos parámetros equivalen a la distancia que hay entre dos nudos de cada fila reticular, y los tres ángulos bc, ac, y ab. Combinando las dos traslaciones y el ángulo que forman entre sí, sólo hay cinco posibles formaciones de redes planas: paralelogramo, rectángulo, cuadrado, hexágono y rombo. Si formamos una red espacial apilando estas redes planas, sólo existen catorce posibles formaciones, las llamadas redes de Bravais.

La malla se define por los parámetros equivalentes a la distancia existente entre dos nudos de cada fila reticular, y los tres ángulos bc, ac y ab

Auguste Bravais demostró que existían solamente catorce tipos distintos de redes que representan las formas más sencillas en que puede descomponerse la materia cristalina, sin que por ello pierdan sus propiedades originales. Los ángulos y traslaciones representan la parte fundamental del cristal, los cuales se repiten indefinidamente y en todas direcciones.

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