Cristal

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Cristal
Para otros usos de este término, véase Cristal (desambiguación).

En f√≠sica del estado s√≥lido y qu√≠mica, un cristal es un s√≥lido homog√©neo que presenta una estructura interna ordenada de sus part√≠culas reticulares, sean √°tomos, iones o mol√©culas. La palabra proviene del griego crystallos, nombre que dieron los griegos a una variedad del cuarzo, que hoy se llama cristal de roca. La mayor√≠a de los cristales naturales se forman a partir de la cristalizaci√≥n de gases a presi√≥n en la pared interior de cavidades rocosas llamadas geodas. La calidad, tama√Īo, color y forma de los cristales dependen de la presi√≥n y composici√≥n de gases en dichas geodas (burbujas) y de la temperatura y otras condiciones del magma donde se formen.

Aunque el vidrio se suele confundir con un tipo de cristal, en realidad no posee las propiedades moleculares necesarias para ser considerado como tal. El vidrio, a diferencia de un cristal, es amorfo. Los cristales se distinguen de los s√≥lidos amorfos, no solo por su geometr√≠a regular, sino tambi√©n por la anisotrop√≠a de sus propiedades (no son las mismas en todas las direcciones) y por la existencia de elementos de simetr√≠a. Los cristales est√°n formados por la uni√≥n de part√≠culas dispuestas de forma regular siguiendo un esquema determinado que se reproduce, en forma y orientaci√≥n, en todo el cristal y que crea una red tridimensional En un cristal, los √°tomos e iones se encuentran organizados de forma sim√©trica en redes elementales, que se repiten indefinidamente formando una estructura cristalina. Estas part√≠culas pueden ser √°tomos unidos por enlaces covalentes (diamante y metales) o iones unidos por electrovalencia (cloruro de sodio). En otras palabras, los cristales podr√≠an considerarse mol√©culas colosales, que poseen tales propiedades, a pesar de su tama√Īo macrosc√≥pico. Por tanto, un cristal suele tener la misma forma de la estructura cristalina que la conforma, a menos que haya sido erosionado o mutilado de alguna manera.

Del estudio de la estructura, composición, formación y propiedades de los cristales se ocupa la cristalografía.

Contenido

Tipos de cristales

Cristales sólidos

Aparte del vidrio y las sustancias amorfas, cuya estructura no aparece ordenada sino corrida, toda la materia s√≥lida se encuentra en estado cristalino. En general, se presenta en forma de agregado de peque√Īos cristales(o policristalinos) como en el hielo, la rocas muy duras, los ladrillos, el hormig√≥n, los pl√°sticos, los metales muy proporcionales, los huesos, etc., o mal cristalizados como las fibras de madera corridas.

Tambi√©n pueden constituir cristales √ļnicos de dimensiones min√ļsculas como el az√ļcar o la sal, las piedras preciosas y la mayor√≠a de los minerales, de los cuales algunos se utilizan en tecnolog√≠a moderna por sus sofisticadas aplicaciones, como el cuarzo de los osciladores o los semiconductores de los dispositivos electr√≥nicos.

Cristales líquidos

Algunos líquidos anisótropos (ver anisotropía), denominados a veces "cristales líquidos", han de considerarse en realidad como cuerpos mesomorfos, es decir, estados de la materia intermedios entre el estado amorfo y el estado cristalino.

Los cristales l√≠quidos se usan en pantallas (displays) de aparatos electr√≥nicos. Su dise√Īo m√°s corriente consta de dos l√°minas de vidrio metalizado que emparedan una fina pel√≠cula de sustancia mesomorfa. La aplicaci√≥n de una tensi√≥n el√©ctrica a la pel√≠cula provoca una intensa turbulencia que comporta una difusi√≥n local de la luz, con la cual la zona cargada se vuelve opaca. Al desaparecer la excitaci√≥n, el cristal l√≠quido recupera su transparencia.

Cristal de rubí antes de ser pulido.

Las propiedades de los cristales, como su punto de fusión, densidad y dureza están determinadas por el tipo de fuerzas que mantienen unidas a las partículas. Se clasifican en: iónico, covalente, molecular o metálico.Ej: las pantallas LCD.

Cristales iónicos

Los cristales i√≥nicos tienen dos caracter√≠sticas importantes: est√°n formados de enlaces cargados y los aniones y cationes suelen ser de distinto tama√Īo. Son duros y a la vez quebradizos. La fuerza que los mantiene unidos es electrost√°tica. Ejemplos: KCl, CsCl, ZnS y CF2. La mayor√≠a de los cristales i√≥nicos tienen puntos de fusi√≥n altos, lo cual refleja la gran fuerza de cohesi√≥n que mantiene juntos a los iones. Su estabilidad depende en parte de su energ√≠a reticular; cuanto mayor sea esta energ√≠a, m√°s estable ser√° el compuesto.

Cristales covalentes

Los √°tomos de los cristales covalentes se mantienen unidos en una red tridimensional √ļnicamente por enlaces covalentes. El grafito y el diamante, al√≥tropos del carbono, son buenos ejemplos. Debido a sus enlaces covalentes fuertes en tres dimensiones, el diamante presenta una dureza particular y un elevado punto de fusi√≥n. El cuarzo (SiO2) es otro ejemplo de cristal covalente. La distribuci√≥n de los √°tomos de silicio en el cuarzo es semejante a la del carbono en el diamante, pero en el cuarzo hay un √°tomo de ox√≠geno entre cada par de √°tomos de Si.::::::

Cristales moleculares

En un cristal molecular, los puntos reticulares est√°n ocupados por mol√©culas que se mantienen unidas por fuerzas de van der Waals y/o de enlaces de hidr√≥geno. El di√≥xido de azufre (SO2) s√≥lido es un ejemplo de un cristal molecular al igual que los cristales de I2, P4 y S8. Con excepci√≥n del hielo, los cristales moleculares suelen empaquetarse tan juntos como su forma y tama√Īo lo permitan. Debido a que las fuerzas de van der Waals y los enlaces de hidr√≥geno son m√°s d√©biles que los enlaces i√≥nicos o covalentes, los cristales moleculares suelen ser quebradizos y la mayor√≠a funden a temperaturas menores de 100 ¬įC.

Cristales met√°licos

La estructura de los cristales met√°licos es m√°s simple porque cada punto reticular del cristal est√° ocupado por un √°tomo del mismo metal. Los cristales met√°licos por lo regular tienen una estructura c√ļbica centrada en el cuerpo o en las caras; tambi√©n pueden ser hexagonales de empaquetamiento compacto, por lo que suelen ser muy densos. Sus propiedades var√≠an de acuerdo a la especie y van desde blandos a duros y de puntos de fusi√≥n bajos a altos, pero todos en general son buenos conductores de calor y electricidad.

Elementos de simetría de un cristal

Los cristales presentan generalmente elementos de simetría que son ejes, planos o centros. Un cristal es invariante con relación a un eje de orden Q, si el conjunto de las propiedades del cristal son las mismas a lo largo de dos direcciones, que se deducen una de otra por una rotación de un ángulo 2N/Q radianes en torno a ese eje. Por lo que, como consecuencia de su triple periocidad, se demuestra que el medio cristalino sólo puede poseer ejes de orden 2,3,4 ó 6.

Son muchos los métodos existentes para determinar la simetría y la estructura de un cristal, en particular el goniómetro óptico y el microscopio polarizante y sobre todo la difracción de las radiacciones. quimico

Sistemas cristalinos

Si se tienen en cuenta los elementos de simetría, se pueden distinguir siete sistemas cristalinos, que toman el nombre de una figura geométrica elemental. Como son:

  1. C√ļbico (cubo)
  2. Tetragonal (prisma recto cuadrangular)
  3. Ortorrómbico (prisma recto de base rómbica)
  4. Monoclínico (prisma oblicuo de base rómbica)
  5. Triclínico (paralelepípedo cualquiera)
  6. Romboédrico (paralepípedo cuyas caras son rombos)
  7. Hexagonal (prisma recto de base hexagonal)

Las diversas formas de un mismo cristal pueden proceder de dislocaciones, por los vértices o por las aristas, de la forma típica. Estas modificaciones se pueden interpretar a partir del conocimiento de la estructura reticular de un cristal.

El conjunto de caras externas que limita un cristal constituye una forma cristalina. Estas caras se deducen unas de otras por acción de las operaciones de simetría del cristal.

Propiedades físicas, simetría: leyes de Pierre Curie y propiedades ópticas no lineales

Las relaciones que existen entre los fenómenos físicos y la simetría se conocen desde hace tiempo, pero fueron concretadas a del S.XIX, por Pierre Curie, que las expresó en forma de principios que suelen llamarse leyes de Curie. En general puede considerarse que un fenómeno físico traduce una relación de causa a efecto. Curie planteó en principio que la dismetría que se encuentra en los efectos debe preexistir en las causas, pero que, por el contrario, los efectos pueden ser más simétricos que las causas.

A partir de estas consideraciones es posible demostrar que ciertas simetrías cristalinas son incompatibles con la existencia de ciertas propiedades físicas. Por ejemplo, un cristal no puede estar dotado de poder rotatorio si es superponible a su imagen en un espejo; del mismo modo un cristal es piroeléctrico, es decir, posee una polarización eléctrica espontánea, sólo si pertenece a uno entre diez de los 32 grupos cristalográficos.

A partir de un razonamiento que afecta a esas consideraciones de simetr√≠a, Curie descubri√≥ la piezoelectricidad, es decir, la presencia de una polarizaci√≥n el√©ctrica cuando se aplica una presi√≥n. Ese efecto, que, en particular, no puede aparecer en los cristales que poseen un centro de simetr√≠a, ha sido objeto de un gran n√ļmero de aplicaciones (osciladores, relojes de cuarzo, cabezales de fonocaptores, micr√≥fonos, sonars, etc.).

Véase también

Enlaces externos


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Sinónimos:

Mira otros diccionarios:

  • cristal ‚ÄĒ cristal, aux [ kristal, o ] n. m. ‚ÄĘ 1080; lat. crystallis, gr. krustallos ¬ę glace ¬Ľ 1 ‚ô¶ Min√©ral naturel transparent et dur (semblable √† la glace); sp√©cialt Quartz hyalin. Un morceau de cristal, de cristal de roche. Cristal d Islande. ‚áí spath. Le… ‚Ķ   Encyclop√©die Universelle

  • cristal ‚ÄĒ CRIST√ĀL, (2) cristale Ňüi (1) cristaluri, s.n. 1. SticlńÉ de o fabricaŇ£ie specialńÉ, transparentńÉ Ňüi perfect incolorńÉ, cu √ģnsuŇüirea de a refracta puternic lumina, √ģntrebuinŇ£atńÉ pentru fabricarea lentilelor optice Ňüi a unor obiecte de lux. ‚ô¶ Obiect… ‚Ķ   Dic»õionar Rom√Ęn

  • cristal ‚ÄĒ CRISTAL. sub. m. Pierre transparente, et qui en se formant affecte une figure r√©guli√®re et d√©termin√©e dans ses parties. Le cristal de roche est blanc et transparent comme de l eau. Il y a des cristaux de diff√©rentes couleurs. Tailler du cristal,… ‚Ķ   Dictionnaire de l'Acad√©mie Fran√ßaise 1798

  • cristal ‚ÄĒ CRISTAL. Quelques uns escrivent encore Crystal. s. m. Sorte de mineral, pierre esclatante qui a la transparence du verre, mais qui est beaucoup plus dur & plus solide. Cristal de roche. tailler du cristal, des morceaux de cristal. vase de cristal ‚Ķ   Dictionnaire de l'Acad√©mie fran√ßaise

  • cristal ‚ÄĒ sustantivo masculino 1. Vidrio incoloro y transparente producto de la fusi√≥n de s√≠lice, √≥xido de plomo y potasa: vaso de cristal, cristal de Bohemia, cristal de Venecia. He comprado unas figuritas de cristal para llevarlas de recuerdo. 2. L√°mina… ‚Ķ   Diccionario Salamanca de la Lengua Espa√Īola

  • Cristal ‚ÄĒ may refer to: Cristal (wine), a champagne Cristal (aguardiente), the name shared by a number of brands of aguardiente Cristal (telenovela), a Venezuelan telenovela Cristal, Rio Grande do Sul, a city in Brazil MS Cristal, a cruise ship Clube… ‚Ķ   Wikipedia

  • cristal ‚ÄĒ (Del lat. crystallus, y este del gr. őļŌĀŠĹĽŌÉŌĄőĪőĽőĽőŅŌā). 1. m. S√≥lido cuyos √°tomos y mol√©culas est√°n regular y repetidamente distribuidos en el espacio. 2. Vidrio, especialmente el de alta calidad. Cristal de La Granja. 3. Pieza de vidrio u otra… ‚Ķ   Diccionario de la lengua espa√Īola

  • cristal ‚ÄĒ cuerpo s√≥lido cuyos √°tomos y mol√©culas est√°n dispuestas de una forma ordenada y repetida en el espacio. Diccionario ilustrado de T√©rminos M√©dicos.. Alvaro Galiano. 2010. cristal Sustancia s√≥lida inorg√°nica cuyos √°tomos o mol√©culas adoptan un… ‚Ķ   Diccionario m√©dico

  • cristal ‚ÄĒ s. m. 1.¬†S√≥lido de forma poli√©drica regular. 2.¬†Vidro fino e brilhante. 3.¬†Objeto feito desse vidro. 4.¬† [Figurado] Limpidez, transpar√™ncia. 5.¬†de cristal:¬†cristalino ‚Ķ   Dicion√°rio da L√≠ngua Portuguesa

  • Cristal ‚ÄĒ (Del lat. crystallus < gr. krystallos, hielo, cristal.) ‚Ėļ sustantivo masculino 1 INDUSTRIA Sustancia s√≥lida, incolora y muy transparente obtenida por fusi√≥n y r√°pido enfriamiento de arena sil√≠cea, potasa y minio usada para hacer lentes,… ‚Ķ   Enciclopedia Universal

  • cristal ‚ÄĒ (kri stal) s. m. 1¬į¬†¬†¬†Cristal de roche, ou, simplement, cristal, quartz hyalin incolore, le plus dure de toutes les vari√©t√©s de quartz, qui pr√©sente dans sa forme primitive des prismes √† six pans termin√©s par deux pyramides, et qui est d une… ‚Ķ   Dictionnaire de la Langue Fran√ßaise d'√Čmile Littr√©


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