Sustancias Cristalinas Y Amorfas

SUSTANCIAS CRISTALINAS Y AMORFAS

Los sólidos de origen natural se generan a partir de varios procesos:

•A partir de un fluido líquido:

oPor enfriamiento y congelamiento desde una mezcla fundida: el ejemplo típico

de este tipo de obtención de un sólido es a partir de un magma, del que se

separan diferentes sólidos cristalinos a medida quese va enfriando

lentamente.

oPor evaporación del agua y precipitación desde la solución sobresaturada: se

da por lo común en salmueras atrapadas en cuencas de áreas semidesérticas

en donde el ambiente poco húmero favorece la evaporación rápida y se forma

un depósito salino.

oPor alivio de la presión de soluciones calientes en el interior de la corteza

terrestre: una solución a presión acepta mayor cantidad de soluto disuelto. Al

llegar a un área abierta o de menor presión, la solución deposita parte de las

sustancias que tenía disueltas. Esto es lo que ocurre en depósitos de vetas de

cuarzo y oro, y en cavernas con la formación tipos de formaciones de

precipitación.

oPor cambio de temperatura de soluciones acuosas: generalmente los solutos

se disuelven mejor a medida que las soluciones se calientan, como el cloruro

de sodio. En otros casos, como el de soluciones de carbonato de calcio, el

aumento de temperatura hace que la sal precipite.

•A partir de un gas: por sublimación directa. Dos ejemplos son la formación de nieve por

sublimación desde el vapor de agua a gran altura enla atmósfera y la formación de

azufre elemental a partir de vapores volcánicos.

En la naturaleza tanto como en el laboratorio o bien obtenidos en un proceso industrial, los

sólidos se encuentran de dos maneras diferentes: como sólidos cristalinoso como sólidos

vítreos o amorfos. El modo en que se desarrolle el proceso de formación del sólido dará como

consecuencia una mayor o menor cristalización. Si el proceso es rápido, brusco, las soluciones

están mezcladas con materiales sólidos finos que entorpecen la formación de cristales, el

sólido que se forma es amorfo, criptocristalino o microcristalino.

En los sólidos criptocristalinos se detecta la existencia de cristales solo pos estudios de rayos

x. Los sólidos microcristalinos están compuestos por pequeños cristales, observables con lupa

y/o microscopio.

Si las condiciones de formación de un sólido son lentas, sin cambios bruscos en las

condiciones físico químicas, el sólido desarrollarácristales más grandes. En las pegmatitas, un

tipo de roca ígnea granítica que en Argentina se encuentra en Córdoba y San Luis, la

solidificación del magma fue tan lenta y tan tranquila que los cristales obtenidos llegan a tener

hasta 1 metro de largo.

Las sustancias amorfas:

El vidrio y los plásticos se incluyen dentro de lossólidos

de tipo amorfo. En estas sustancias las partículas

adoptan una distribución más o menos al azar, están

desordenadas, no poseen forma geométrica definida lo

que origina propiedades especiales.

Por ejemplo al romperse muestran una fractura curvaen

la superficie. Cuando se calientan muestran un

reblandecimiento gradual y continuo y pasan lentamente

a un estado líquido, al no poseer un punto de fusión

claramente definido.

Se les considera algunas veces líquidos sobreenfriados,

líquidos altamente rígidos y extremadamente viscosos, aunque posean las propiedades físicas

de los sólidos.

Un ejemplo típico de un material natural amorfo es la obsidiana,

el vidrio volcánico. La lava del volcán, cuando llega al contacto

con la atmósfera se enfría rápidamente y los átomos

constituyentes no llegan a ordenarse en cristales, solidificando de

manera caótica. Su composición es de sílice en muy alto

porcentaje, en más del 70 % y silicatos de aluminio, calcio y

magnesio en variada proporción. Como no tiene una composición

química definida no se puede considerar un mineral.Es

considerada por algunos autores como un mineraloide.

Muchas veces se la considera de esta manera porque no es

cristalina, pero hay minerales de composición química definida

que son amorfos.

La obsidiana se rompe con fractura concoidea obteniéndose bordes de rotura filosos. Esta propiedad fue

usada por los hombres prehistóricos para construir puntas de flecha y las primeras herramientas para

cortar cueros y carne.

La sílice aparece en la naturaleza en variados

ambientes geológicos y se forma por procesos

muy diferentes: a partir de un magma fundido por

enfriamiento y solidificación, como cemento

uniendo cristales de otros minerales en una roca

sedimentaria, como mineral metamórfico, o como

es el caso delópaloque se obtiene a partir de

soluciones coloidales desde las cuales precipita.

Es un ejemplo de mineral amorfo de composición

definida, ya que es dióxido de silicio.

Los sólidos cristalinos:

Este tipo de sólidos presentan propiedades físicas y

químicas definidas en función de la constitución química.

Presentan puntos de fusión fijos y se rompen siempre a

lo largo de superficies definidas.

Los minerales se presentan mayoritariamente como

sustancias cristalinas. Cada mineral presenta una

composición química que le imprime una estructura

cristalina característica.

Las características comunes de los materiales cristalinos

son:

•los elementos constitutivos se repiten de manera ordenada y paralela de modo tal que

el material en su conjunto se observa homogéneo.

•la distribución en el espacio muestra relaciones de simetría, determinando un motivo o

patrón que se repite por traslación determinando una red cristalina.

•En la red cristalina todos los puntos o nudos, tienen exactamente los mismos

alrededores y son idénticos en posición con relación al patrón o motivo que se repite.

La propiedad característica y definidora del medio cristalino es ser periódico, es decir, que a lo

largo de cualquier dirección, y dependiendo de la dirección elegida, la materia que lo forma se

halla a distancias específicas y paralelamente orientada.

Redes de Bravais:

En la red espacial existe una porción del espacio cristalino, denominado celda unidad, el cual

repetido por traslación y adosado desde un punto reticular a otro engendra todo el retículo. De

esta manera, conociendo la disposición exacta de los átomos dentro de la celdilla unidad,

conocemos la disposición atómica de todo el cristal.

Visto de otro modo, en una red cristalina existen

siempre tres traslaciones sobre los ejes que tienenlas

dimensiones mínimas entre todas las traslaciones

posibles de la red: son las traslaciones fundamentales

o constantes reticulares, de dimensiones

submicroscópicas. La porción del espacio cristalino

limitado por estas traslaciones constituye la celda

fundamentaldel cristal o celda unidad y es

característica del mismo.

Las redes de Bravais se basan en las medidas de las

longitudes a,b y c, y en los ángulos α, βy γ entre ellas.

Basados en consideraciones geométricas existen 14 formas de acomodar puntos en las redes

cristalinas, conocidas como redes de Bravais. A partir de alguna de estas celdas unidad se

construye un cristal de cualquiera de los más de 2000 minerales existentes.

Estas 14 redes pueden agruparse en grupos de forma similar: redes triclínica, monoclínicas,

rómbicas, tetragonales, hexagonales y cúbicas. Parala descripción de cada grupo se tienen en

cuenta las relaciones entre las longitudes a, b y cde la celda unidad y los ángulos α, βy γentre

estas longitudes.

Red triclínica(a ≠b ≠c α ≠ β ≠ γ ≠90º)

Debido a los valores distintos entre sí de las traslaciones y de los ángulos fundamentales, el

paralelepípedo tiene forma cualquiera, triplemente inclinado (por ello se denomina triclínico). Se

trata de una red primitiva. La base corresponde a un paralelogramo, tanto como las caras

laterales.

Redes monoclínicas(a ≠b ≠c α= γ= 90º ≠ β)

La celda es un paralelepípedo no recto de base rectangular (formados por redes planas

rectangulares).

Son de dos tipos:

- Red monoclínica primitiva, P

- Red monoclínica de base centrada

Redes rómbicas(a ≠b ≠c α= β= γ= 90º)

Dentro de las redes rómbicas se encuentran la primitiva y tres tipos centradas:

- Red rómbica primitiva, P

El paralelepípedo fundamental es un prisma recto debase rectangular. Los tres planos

fundamentales,más los planos diagonales del prisma,son redes planas rectangulares.

- Redes rómbicas centradas

Estas redes tienen la misma forma y se denominan:

•Si el centrado es sobre la base la red se denomina rómbica de base centrada,

simbolizada por C.

•Cuando la operación de centrado es sobre las tres caras a la vez, la red se denomina

red rómbica de caras centradasy se simboliza por F.

•Si el centrado se produce en los planos diagonalesdel prisma, la red resultante se

denomina red rómbica centrada en el interior, de símbolo I.

Redes tetragonales(a = b ≠c α= β= γ= 90º)

- Red tetragonal , P

La celda fundamental es un prisma recto de base cuadrada.

- Red tetragonal centrada, I

Es igual a la anterior pero con un punto central.

Redes hexagonales

- Red hexagonal Primitiva(a = b ≠c α= β= 90º, γ= 120º, 60º)

El paralelepípedo fundamental es un prisma recto debase rómbica (de ángulo de 60º). Para

visualizar la forma hexagonal se toma una celda múltiple integrada por tres de estas celdillas

rómbicas

Esta red hexagonal permite un apilamiento especial de los planos hexagonales. Según éste,

los nudos se proyectan a 1/3 o a 2/3 de la diagonalmayor del rombo, dando como resultado

una red romboédrica, Rde (a = b = c α= ß = γ ≠90º)

Redes cúbicas(a = b = c α= ß = γ= 90º)

- Red cúbica primitiva, P

El paralelepípedo fundamental es un cubo.

- Redes cúbicas centradas

Aquí se dan las dos posibilidades: red cúbica de caras centradas, F, y red cúbica centrada

en el interior, I.

Fuentes bibliográficas:

Dana W. y Hurlbut C., Manual de mineralogía, Editorial Reverté, 2da. Edición, 1960

Curso de cristalografía, Universidad de educación adistancia en:

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