Estructura Cristalina y Enlaces Químicos: Fundamentos y Morfología
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Estructura Cristalina y Enlaces Químicos
En la materia cristalina, los átomos se encuentran unidos por enlaces químicos, que pueden ser iónicos o covalentes. Otros minerales presentan un enlace de gran cohesión, llamado metálico. En él, varios átomos comparten una nube de electrones que se desplaza de unos a otros, sin pertenecer a ninguno en concreto (buenos conductores de la electricidad).
Imperfecciones en Cristales
En ocasiones, la estructura interna de los edificios cristalinos presenta imperfecciones debidas a impurezas dentro de la red cristalina o a la sustitución de unas partículas elementales por otras.
Morfología Cristalina
La forma poliédrica de un cristal determina la presencia de los siguientes elementos morfológicos:
- Caras: Corresponden a los planos reticulares.
- Aristas: Filas de nudos de los bordes de una cara.
- Vértices: Nudos o puntos terminales de las aristas.
La relación entre el número de caras, vértices y aristas puede conocerse gracias a la fórmula establecida por Leonhard Euler:
C + V = A + 2
Donde:
- C = número de caras
- V = número de vértices
- A = número de aristas
Elementos de Simetría en Cristales
Los cristales tienen simetría. Las partículas elementales de los cristales se ordenan con regularidad en el espacio y, por tanto, sus elementos morfológicos ocupan posiciones idénticas con respecto a un punto, a un eje o a un plano.
Centro de Simetría
Es un punto imaginario situado en el interior del cristal (C). Al unir el centro de simetría con cualquier punto de la superficie (a), repite un punto similar (a´) al otro lado del centro y a la misma distancia, como si se reflejara en un espejo.
Eje de Simetría
Es una recta imaginaria que, al tomarse como eje de giro de un cuerpo, hace que se superpongan todos los puntos homólogos. Define la orientación del cristal, pues permite identificar las caras, los vértices y las aristas que se relacionan simétricamente.
Planos de Simetría
Son superficies planas ideales que dividen el cristal en dos mitades simétricas, es decir, exactamente iguales. Los planos de simetría son perpendiculares a los ejes de simetría.
Ejes de Simetría
Si giramos un cristal de 360 grados alrededor de un eje de simetría, un determinado elemento morfológico puede repetirse dos veces (eje binario= E2), tres veces (eje ternario = E3), cuatro veces (eje cuaternario = E4) o seis veces (eje senario = E6).
Sistemas Cristalinos
Según sus elementos de simetría y su tipo de celda fundamental, los cristales se pueden agrupar en siete sistemas cristalinos: regular o cúbico, tetragonal, hexagonal, trigonal, rómbico, monoclínico y triclínico.
De los Elementos Químicos a los Minerales
La capa exterior de la Tierra está compuesta por rocas, las cuáles están formadas por cristales de distintos tamaños, son los minerales.
Los minerales son sustancias sólidas, inorgánicas, originadas de forma natural, con una composición química definida y una estructura interna ordenada o cristalina.
Todos los minerales están compuestos por elementos químicos. Algunos de ellos se presentan en estado puro y dan lugar a minerales llamados elementos nativos (como el oro). Pero la mayor parte de los elementos se agrupan formando minerales más complejos. Su composición química se expresa con una fórmula (ej: cuarzo SiO2).
Los minerales que componen las rocas en su mayor parte reciben el nombre de minerales petrogenéticos (ej: cuarzo y calcita). Otros minerales también forman parte de las rocas, pero en proporciones muy pequeñas, son los minerales accesorios (ej: granate, apatito). En ocasiones, los cristales minerales alcanzan una singular y extraordinaria belleza: son las piedras preciosas o gemas (ej: rubí, diamante, zafiro).
Los mineraloides son sustancias que tienen la apariencia de minerales, pero no comparten algunas propiedades características de estos (ej: ópalo).