Sistema cristalino: conjunto de grupos puntuales compatibles con una determinada red de Bravais, es decir, un sistema cristalino se va a caracterizar por un sistema de ejes de referencia o por una determinada cruz axial que corresponde a una red de Bravais. luz Axial: representación gráfica de los seis parámetros que caracterizan los ejes de simetría. En función a esto podemos definir siete sistemas cristalinos. Combinación de tres ejes de rotación simple.
Definición: es un conjunto de caras equivalentes por simetría, el número y el aspecto de esas caras depende dela posición que ocupe respecto a los elementos de simetría.
Las caras tienen un determinado grado de libertad determinada por los elementos de simetría independientes. Por ejemplo: en un octaedro el eje ternario no me va a permitir obtener más caras iguales pero el eje cuaternario sí. Como es un conjunto de caras equivalentes por simetría, a partir de una cara y un eje cuaternario obtengo el resto de caras, además necesito un plano de simetría.
La combinación de formas simples tienen que estar en el mismo grupo puntual. Encontramos dos tipos de formas:
· abiertas: prisma y pinacoide. No delimitan en el espacio totalmente.
· Cerradas: octaedro, son las que aparecen en la Naturaleza. Si delimitan totalmente en el espacio.
La combinación de formas abiertas da formas cerradas.
Existen formas denominadas primarias, fundamentales, generadoras o primordiales que son:
Pedión: Una sola cara que es asimétrica, significa que el sistema triclínico en la clase primera.
Pinacoides: son dos caras simétricas respecto de un centro de simetría.
Domo: conjunto de dos caras no paralelas y que son simétricas respecto a un plano de simetría.
· Esfenoide: dos caras no paralelas simétricas respecto a un eje binario.
· Prisma: conjunto de caras que se encuentran en una zona y que se repiten por un eje de simetría, que coincide con el eje de la zona, y pueden ser: rómbicos, hexagonal, tetragonal, dihexagonal, etc.
· Pirámide o helipiramide: conjunto de caras con aristas comunes que coinciden en un punto y se repiten por un eje de simetría.
Formas Cristalinas.
El aspecto externo de un cristal depende parcialmente de la celdilla unidad y su colocación.
Las redes de Bravais contienen una simetría que es consecuencia de las matrices de la red (los vectores que forman las traslaciones y los ángulos que forman entre sí).
Red triclínica: tenemos tres traslaciones, con vectores distintos y los ángulos que se forman son distintos entre si y distintos de 90º. Tiene un elemento de simetría que es un centro de simetría. (un nudo). Por lo tanto, a cada red de Bravais le asignamos un grupo puntual de simetría. Triclínico: centro de inversión: grupo puntual -1
Red monoclínica: hay ángulos iguales entre si y dos ejes que forman entre si 90º y hace que en esta red aparezcan ejes binarios y planos de simetría. Un eje binario y un plano perpendicular a ese, por tanto se denota como: 2/m . El monoclínico también tiene un centro de inversión.
Red rómbica: las tres traslaciones son distintas pero los ángulos son iguales a 90º. Aparecen tres ejes binarios y perpendicularmente tengo un plano de simetría además de un eje binario principal que es el que contiene dos planos de simetría, por lo tanto, a esta red le corresponde: 2/m 2/ m 2/ m. Además tiene un centro de simetría.
Red tetragonal: tiene los tres ángulos iguales a 90º pero además las traslaciones son iguales entre si, lo que provoca que el eje principal, pase de un binario a un cuaternario y perpendicular a este, vamos a tener cuatro ejes binarios y cinco planos de simetría. La notación que se emplea es: 4/m 2/m 2/m.
Red hexagonal: al haber plano de simetría senario da lugar a que la simetría sea igual a la anterior, pero el eje principal en vez de ser cuaternario es senario. La notación es 6/m 2/m 2/ m . Aparece un centro de inversión, por lo que perpendicular a cada plano hay un eje.
Red trigonal o romboédrica: ocurre que el eje principal, en lugar de ser senario es ternario. Será perpendicular a ejes binarios. En este caso la notación es: 3¯ 2/m trigonal o romboédrico.
Red cúbica: todas las traslaciones son iguales y los ángulos iguales a 90º, se habla de tres ejes principales que son los cuaternarios, coincidiendo con las traslaciones. Además hay otros planos de simetría a 45º entre las traslaciones a las que concurren los ejes ternarios de simetría.
Combinación de ejes de rotación simple con eje monario de inversión.
Centro de inversión.
Son los más sencillos de obtener. Hemos de tener en cuenta que cuando añadimos un centro a un eje de orden par nos va a aparecer un plano perpendicular a ese eje par. Y cuando el eje es impar; eje ternario más centro de inversión, obtenemos un eje ternario de inversión.
Combinación de ejes de rotación simple con ejes de inversión.
Eje binario de inversión es equivalente a un plano de simetría perpendicular a dicho eje.
La obtención es añadiendo a los ejes de rotación simple (se intercambian) por ejes de inversión.
hemiedría: tiene la mitad de los elementos de simetría de la holoedrica.
*paramórficas: combinación de un eje principal más un centro de inversión.
*enantiomórficos: combinación de eje principal más un eje binario perpendicular.
*hemifórmicas: combinación de el eje principal con un eje binario de inversión perpendicular.
*hemiedricas con eje de inversión: el eje principal es un eje de rotoinversión.
Tetraoredria: una cuarta parte de los elementos de simetría de la holoedría, y sólo posee ejes de simetría.
Características simétricas.
Características comunes que aparecen en todos los grupos puntuales de simetría.
Si la simetría de un motivo es igual o superior a la de una red de Bravais el cristal tiene una simetría igual a la red de Bravais.
Si la simetría del motivo es inferior a la red de Bravais, el cristal tendrá una simetría inferior a la misma red de Bravais.
Los ejes de rotación helicoidal y simple del mismo orden, tienen el mismo ángulo de rotación. Son isogonales.
La combinación entre formas pueden ser entre abiertas y cerradas, pero también entre simples. En un sistema hay una forma de la que se genera el resto y se denomina “ forma generadora ó primordial”.
También se le pude denominar dependiendo del emplazamiento de las aristas y vértices; por ejemplo:
-Truncamiento: cuando se sustituye un vértice o arista por una cara, simétrico o asimétrico.
-Biselamiento: cuando se sustituye una arista por dos caras paralelas a ellas.
-Apuntamiento: es la sustitución de las caras de un determinado vértice por otra, se puede hacer en un número igual de caras ó en un número doble.
A veces la simetría de la forma es inferior a la simetría de la figura considerándolo cristalmográfico. Esto se produce por la aparición de estrías.
Agregados Cristalinos.
Cuando se produce la cristalización se forman numerosos cristales, durante el crecimiento, el cual estará condicionado por el espacio que le dejen los demás.
Al final obtenemos un conjunto de cristales que es lo que denominamos agregado cristalino. Si su crecimiento se produce sin seguir ninguna ley, sin relaciones geométricas, entonces tenemos agregados irregulares, por el contrario, si crecen siguiendo un principio tenemos agregados regulares.
Los agregados irregulares son dos tipos de asociaciones:
-Drusas: cuando los cristales están recubriendo una superficie.
-Geoda: cuando recubren una cavidad.
Los agregados regulares los clasificamos en dos grandes grupos:
· Homogéneos. Constituidos por cristales de la misma especie. Pueden gozar de ciertas relaciones geométricas entre los elementos cristalográficos, y esto es lo que nos permite hacer la siguiente clasificación:
Paralelos o holoaxicos: también llamados triaxicos, hay tres direcciones que tienen en común. Es una agrupación de cristales donde todos sus elementos son paralelos. Es decir, sus tres direcciones son paralelas. Es tanto, que se les puede considerar como un solo cristal, puesto que contienen la continuidad del edificio. Ejemplos: cuarzo, además de otros minerales como el crecimiento de cubos paralelos en los ejes ternarios, aristas o formando octaedros o figuras planas. En las detríticas se forman según los vértices produciendo un retardo en el crecimiento de las caras y aristas. El desarrollo esquelético, se desarrollan las aristas. Un buen ejemplo son los cristales de la nieve.
Biaxicos o maclas: podemos ver simples y complejas, son la asociación de dos o más cristales que tienen dos direcciones en común. Aquellos que lo forman son simétricos respecto a un plano, ocurre que uno de ellos se genera a partir del otro cortando por la mitad y girando un cierto ángulo. Cuando coinciden con rotación, con una dirección en común a ambos se dice que la asociación presenta un eje de macla, esta dirección, puede ser un eje de simetría de cada uno de los cristales pero el orden del eje de las maclas no coincide con el orden del eje de simetría de un cristal considerándolo independiente. En otras asociaciones existe un punto interior a partir del cual son simétricos los elementos llamándose centro de maclas y cuando aparecen dos elementos plano y eje estos son perpendiculares.
Ley de maclas: es el centro, eje o plano de simetría. Es la relación que liga los individuos de la macla. Para denominar una macla, se hace dependiendo de esta ley, dando por ejemplo la dirección o el plano. Otra forma de denominarlo es aludiendo al mineral que lo forma o la localidad donde se encontró o la forma que presenta.
Tipos de maclas; clasificación dependiendo del número de individuos que lo forman:
Simples: constituidos por dos individuos.
-de contacto o yuxtaposición: los individuos están separados por una superficie lana, que es un plano de macla. Ej: feldespato, yeso...
-de penetración: quienes lo forman tienen una superficie de unión irregular y queda definido por un eje de macla. Ej: Calcita.
Caso particular-> de cruzamiento: quedan materialmente cruzados. Ej: fluorita, estaurolita.
-de complemento: cuando se combinan dos hemiedros que tienen la simetría de la holoedrica.
Compuestas: formadas por más de dos individuos. Se forman por la misma ley de maclas. Un tipo de macla múltiple es la polisintética, donde los individuos se colocan paralelos unos a otros. Son maclas características de los feldespatos, si cruzamos los nicoles, observamos unas rayas blancas y oscuras que indican que la orientación de los distintos cristales de las maclas es indiferente.
Uniaxicos: Son individuos cristalinos que tienen en común una sola dirección. Y son:
-Uniplanares: los individuos cristalinos se disponen de tal forma que comparten una arista.
-Unizonales: que tienen en común una sola cara. Ej: cuarzo.
Hay un caso particular, es el caso de los cristales “mismáticos”, a simple vista vemos sólo un cristal, pero al microscopio se ve una sucesión de cristales de la misma especie compleja.
· Heterogéneos: constituidos por cristales de distinta especie.
Alomorfos: cuando se presenta una asociación de dos formas cristalinas distintas, pueden ser de igual composición química pero distinta forma. Ej: pirita, cristaliza en el sistema cúbico y marcasita que cristaliza en el sistema rómbico, ambas se asocian.
Epitaxias: especies minerales de distinta composición química que se asocian de forma orientada.
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Estado Cristalino
Se describen como materiales cristalinos aquellos materiales sólidos cuyos elementos constitutivos se repiten de manera ordenada y paralela y cuya distribución en el espacio muestra ciertas relaciones de simetría. Así, la propiedad característica y definidora del medio cristalino es ser periodico 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. Además de ésta, otras propiedades características son la homogeneidad y la anisotropia Por tanto, el cristal está formado por la repetición monótona de agrupaciones atómicas paralelas entre sí y a distancias repetitivas específicas.
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