Geonstate: Cristalografía

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¿Que es la cristalografía?

   Es la ciencia que estudia la estructura interna, forma y propiedades de sustancias cristalinas o minerales asimismo sus diferentes clases, divisiones y sistemas de cristalización. La propiedad principal que define a un cristal es la ordenación interna asimismo la carga que poseen los átomos, el tipo de enlace químico, etc.

   En la cristalografía se utiliza diferentes métodos para determinar características de los cristales de un mineral tales como la medida de los ángulos entre las caras y la descripción de cristales combinados como las maclas que son intercrecimientos entre dos cristales.

Según el desarrollo de las caras cristalinas y en base a las condiciones en donde se desarrollen se les puede clasificar en:

      - Euhedrales, cuando el cristal presenta todas sus caras bien desarrolladas.
      - Subhedrales, cuando no todas o algunas de sus caras del cristal estan bien desarrolladas.
      - Anhedrales, cuando el cristal no presenta ninguna cara desarrollada.

   Sin embargo existen sustancias en donde su naturaleza cristalina solo se puede determinar mediante el microscopio por lo que se les donimna microcristales a su ves existen otros que solo mediante la difracción de rayos X y se les denomina criptocristalinas, por otro lado a las sustancias que no tienen un ordenamiento de su estructura interna se les denomina amorfos.

¿Que es la celda unitaria?

Un cristal esta formado por un gran número de pequeñas unidades distribuidas repetida y ordenadamente en un sistema trimensional, a esta unidad se le denomina celda unitaria que tiene la forma de un paralelepípedo.
Se ha llegado a demostrar la existencia de 14 redes espaciales por Bravais en 1848, estas redes estan distribuidas en puntos de una red tridimensional que a su ves estos puntos indican los átomos e iones de una sustancia cristalina.

Celda unitaria en una red tridimensional cúbica

Octaedro formado por unidades cúbias

Fuente: Ilustración 3D desarrollada por Geonstate, 2024

Sistema cristalino

El desarrollo de las caras cristalinas y el tamaño dependerá de las condiciones favorables de temperatura, profundidad, etc. Para ello se ha determinado que en crsitales con caras bien desarrollas se pueden reconocer 32 formas de simetrías o combinaciones cirstalinas agrupadas en siete sistemas cristalinos tales como: Sistema Cúbico, Tetragonal, Hexagonal, Romboédrico, Rómbico, Monoclínico, Triclínico.

A continuación te mostramos los siete sistemas cristalinos con una ilustración gráfica tridimensional.

Cubico

a=b=c
α = β = γ =90°

Tetragonal

a=b≠c
α = β = γ = 90°

Hexagonal

a=b≠c
α = β = 90°, γ = 120°

Romboédrico

a=b=c
α = β = γ ≠ 90°

Rómbico

a ≠ b ≠ c
α = β = γ = 90°

Monoclínico

a ≠ b ≠ c
α = γ = 90° ≠ β

Triclínico

a ≠ b ≠ c
α ≠ β ≠ γ

Si deseas ver mas combinaciones de sistemas cristalinos puedes visitar al visor 3D externo del Instituto Gemológico Español

¿Que son las maclas?

Las maclas son asociaciones simétricas de cristales de un mismo mineral, asimismo existen algunos tipos de maclas que caracterizan a uno o grupos de minerales tales como: macla de contacto (macla de clacita, macla octaedrica en la espinela y la macla de japon), maclas de penetración (macla de fluorita, macla de estaurolita, piritoedro y la macla de Carlsbad en feldespatos) y las maclas multiples o de varias orientaciones (polisinteticas en plagioclasas(albita)), maclas ciclicas (macla del crisoberilo y aragonito); las maclas pueden desarrollarse a una escala microscopica que se puede observar en una sección delgada o también se les puede encontrar a un tamaño considerable como muestra de mano.

Vista de dos tipos de maclas en secciones delgadas obervadas con nícoles o polarizadores cruzados. Izquierda: macla polisitética en cristales de plagioclasa, Derecha: Macla de Carlsbad en cristal de plagioclasa. Fuente: Sitio web de Atlas de Mineralogía Óptica, P. Gil-Crespo, Ver sitio

Cabe mencionar que las maclas según su tipo de maclado algunos presentan un plano o superficie de macla por el cual están unidos dos cristales de las misma especie; a continuación mostramos algunos tipos de maclas característicos de algunos minerales

A. Macla de penetración con ángulo de 90° (Estaurolita)

b. Macla de penetración con ángulo de 60°(Estaurolita)

C. Macla de penetración(Fluorita)

D. Macla de contacto (Yeso)

E. Macla mimética o cíclica (Aragonito)

F. Macla de Karlsbad (Sanidina/Ortosa)

Modelos 3D elaborado por: Geonstate, 2024

Proyección estereográfica

   Consiste en representar en unm plano el hemisferio norte de una esfera en donde se representas la relación angular entre las caras de los cristales que al mismo tiempo permite describir la simetria de un cristal, para ello se utiliza la falsilla estereográfica o de Wulff en el que se puede trazar los ángulos medidos.

   La proyección se realiza sobre es un plano diametral llamado también círculo máximo que hace referencia a la línea ecuatorial en donde el polo proyectado de la cara de un cristal sobre la superficie de la semiesfera, unido con un punto de vista ubicado en el polo sur de la esfera intersectan en un punto sobre este plano que luego este punto es considerado como unos de los ejes de simetria de la unidad cristalográfica.

   Para nombrar la intersección de las caras de un cristal sobre los ejes que contiene se utilizan los índices de Miller, que consiste una serie de números enteros en el que algunas veces es útil nombrar de la siguiente foma {hkl} en donde estos elementos h, k y l representan un número entero, en general el símbolo (hkl) nos indicara los ejes que corta un plano o cara de un cristal a los ejes principales a, b, c. Cuando una cara corta un eje se le da el valor de "1" o en caso contrario el valor de "0", tal es el caso de las caras de un cristal que cortan un solo eje y son paralelas a los dos ejes restantes se les nombra de la siguiente manera: (100), (010), (001) y para las caras que cortan dos o tres ejes se les nombra como (110) cuando corta dos ejes y (111) cuando corta los tres ejes, ello puede tener variaciones y combinaciones según el cuadrante que se encuentra en el sistema de ejes del cristal.

Proyección esférica

La proyección en este caso consiste en proyectar o prolongar normales que salen perpendicularmente de las caras del cristal que al intersectar con la superficie esférica se obtendrá un conjunto de puntos al que se les denomina polos que representan las proyecciones de cada cara, asimismo se les puede indicar mediante coordenadas esféricas como latitud y longitud de cada polo.