¿Qué es un cristal?

Un cristal consta de materia que se forma a partir de una disposición ordenada de átomos, moléculas o iones. La red que se forma se extiende en tres dimensiones..

Debido a que hay unidades repetidas, los cristales tienen estructuras reconocibles. Los cristales grandes muestran regiones planas (caras) y ángulos bien definidos.

Los cristales con caras planas obvias se denominan cristales euédricos, mientras que los que carecen de caras definidas se denominan cristales anédricos. Los cristales que consisten en arreglos ordenados de átomos que no siempre son periódicos se llaman cuasicristales..

La palabra "cristal" proviene de la antigua palabra griega Krustallos, lo que significa "cristal de roca" y "hielo". El estudio científico de los cristales se llama cristalografía..

Ejemplos

Ejemplos de materiales cotidianos que encuentra como cristales son la sal de mesa (cloruro de sodio o cristales de halita), el azúcar (sacarosa) y los copos de nieve. Muchas piedras preciosas son cristales, incluidos el cuarzo y el diamante..

También hay muchos materiales que se parecen a los cristales, pero en realidad son policristales. Los policristales se forman cuando los cristales microscópicos se fusionan para formar un sólido. Estos materiales no consisten en celosías ordenadas.

Los ejemplos de policristales incluyen hielo, muchas muestras de metal y cerámica. Incluso menos estructura se muestra por los sólidos amorfos, que tienen una estructura interna desordenada. Un ejemplo de un sólido amorfo es el vidrio, que puede parecerse a un cristal cuando está facetado, pero no es uno.

Enlaces químicos

Los tipos de enlaces químicos formados entre átomos o grupos de átomos en cristales dependen de su tamaño y electronegatividad. Hay cuatro categorías de cristales agrupados por su unión:

1. Cristales Covalentes: Los átomos en los cristales covalentes están unidos por enlaces covalentes. Los no metales puros forman cristales covalentes (por ejemplo, diamante) al igual que los compuestos covalentes (por ejemplo, sulfuro de zinc).
2. Cristales Moleculares: Moléculas enteras están unidas entre sí de manera organizada. Un buen ejemplo es un cristal de azúcar, que contiene moléculas de sacarosa..
3. Cristales Metálicos: Los metales a menudo forman cristales metálicos, donde algunos de los electrones de valencia son libres de moverse a través de la red. El hierro, por ejemplo, puede formar diferentes cristales metálicos..
4. Cristales iónicos: Las fuerzas electrostáticas forman enlaces iónicos. Un ejemplo clásico es una halita o cristal de sal..

Enrejados de cristal

Existen siete sistemas de estructuras cristalinas, que también se denominan retículas o retículas espaciales:

1. Cúbico o Isométrico: Esta forma incluye octaedros y dodecaedros, así como cubos..
2. Tetragonal: Estos cristales forman prismas y pirámides dobles. La estructura es como un cristal cúbico, excepto que un eje es más largo que el otro..
3. Ortorrómbico: Estos son prismas rómbicos y dipirámides que se parecen a los tetragones pero sin secciones transversales cuadradas..
4. Hexagonal: Prismas de seis lados con una sección transversal hexagonal..
5. Trigonal Estos cristales tienen un eje triple.
6. Triclínico: Los cristales triclínicos tienden a no ser simétricos..
7. Monoclínico: Estos cristales se asemejan a formas tetragonales sesgadas.

Los enrejados pueden tener un punto de celosía por celda o más de uno, produciendo un total de 14 tipos de celosía de cristal Bravais. Las redes de Bravais, llamadas así por el físico y cristalógrafo Auguste Bravais, describen la matriz tridimensional hecha por un conjunto de puntos discretos..

Una sustancia puede formar más de una red cristalina. Por ejemplo, el agua puede formar hielo hexagonal (como copos de nieve), hielo cúbico y hielo romboédrico. También puede formar hielo amorfo.

El carbono puede formar diamantes (celosía cúbica) y grafito (celosía hexagonal).

Cómo se forman los cristales

El proceso de formar un cristal se llama cristalización. La cristalización ocurre comúnmente cuando un cristal sólido crece de un líquido o solución.

A medida que se enfría una solución caliente o se evapora una solución saturada, las partículas se acercan lo suficiente como para que se formen enlaces químicos. Los cristales también pueden formarse a partir de la deposición directamente de la fase gaseosa. Los cristales líquidos poseen partículas orientadas de manera organizada, como cristales sólidos, pero pueden fluir.