Espacio y forma cristalina

[ESPACIO Y FORMA CRISTALINA] CRISTALOGRAFIA

ESPACIO Y FORMA CRISTALINA

1. ESPACIO CRISTALINO

De manera vulgar el vocablo forma se usa para dar idea del aspecto externo, sin embargo, en cristalografía, la forma externa se designa con la palabra hábito, mientras que forma constituye un grupo de caras cristalinas, las cuales tienen todas la misma elación con los elementos de simetría y exhiben las mismas propiedades físicas y Dra. Amancay Martinez Cristalografía-Módulo 1 Año 2010 21 químicas, pues todas tienen debajo los mismos átomos en el mismo orden geométrico. El número de caras que pertenecen a una forma viene determinado por la simetría de la clase cristalina.

Aunque las caras de una forma pueden tener diferentes tamaños y conformaciones debido a la mala formación del cristal, la semejanza es evidenciada por estrías naturales, corrosiones o crecimientos (Figura 14). Estas diferencias pueden verse luego de aplicar ácido sobre el cristal.

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Figura 1: apariencia de distintas formas: a) cuarzo hexagonal, división romboédrica, b) apofilita tetragonal, c) pirita cúbica.

INGENIERIA DE MINAS Página 1


Las formas se denominan encerrando a los índices de Miller entre llaves tal como {hkl}, {010}, etc. A la hora de determinar los índices para determinar una zona conviene utilizar los positivos. Por lo tanto, (111) se refiere a una cara específica, mientras que {111} abarca a las ocho caras. En cada clase cristalina existe una forma, cuyas caras cortan a los tres ejes a diferente distancia que se conoce como forma general {hkl}. Todas las demás pueden presentarse como formas especiales. Las formas se denominan encerrando a los índices de Miller entre llaves tal como Viene a ser el espacio comprendido entre dos caras cristalinas paralelas cualquiera que sea su espesor, y estará limitada por el cruzamiento con otros espacios cristalinos.

Un cristal está formado por varios espacios cristalinos que se cruzan. El cuerpo así resultante recibe el nombre de FORMA CRISTALINA

Beryl Cerussite on smoky Quartz



1.1. FORMA CRISTALINA

a) Formas abiertas

Las formas abiertas son caras o conjuntos de caras equivalentes que conforman planos infinitos y que por sí solas no cierran el espacio. Su existencia solo es concebible en asociación con otras formas que las puedan cerrar. Son formas abiertas: pedión, pinacoide, domo, esfenoide, prismas y pirámides.

b) Formas cerradas

Un grupo de caras equivalentes constituyen una forma cerrada si en conjunto cierran el espacio y aunque pueden combinarse con otras, por si solas, pueden constituir un cristal.

Son formas cerradas: bipirámides, biesfenoides, romboedro, trapezoedro, escalenoedros y todas las presentes en el sistema cúbico.

c) Formas simples y combinadas

Una forma es simple cuando constituye por sí misma un cristal y deberá ser una forma cerrada. Si en cambio se asocian dos o más formas, cerradas o abiertas, con idéntica simetría, éstas se consideran como combinadas. Algunas combinaciones son características para ciertos cristales, como ser el cuarzo que presenta una asociación de romboedro, trapezoedro diagonal y prisma hexagonal.

Tipos de formas:

a) Pedión: forma que corresponde a una sola cara.

b) Pinacoide: figura formada por dos caras paralelas.

c) Domo: dos caras no paralelas, simétricas con relación a un plano de simetría.

d) Esfenoide: dos caras no paralelas, simétricas con relación a un eje de

rotación binario.

e) Biesfenoide: forma cerrada de cuatro caras, en la que las dos caras del esfenoide superior alternan con las dos caras del esfenoide inferior.

f) Prisma: es una forma abierta compuesta de 3, 4, 6, 8 o 12 caras, todas

ellas paralelas al mismo eje.

g) Pirámide: es una forma abierta compuesta de 3, 4, 6, 8 o 12 caras no paralelas entre sí que se cortan en un punto.



h) Escalenoedro: forma cerrada de 8 caras el tetragonal o 12 caras el hexagonal, con las caras agrupadas en pares simétricos. En las formas de 8 caras aparecen dos pares de caras arriba y dos pares de caras abajo relacionadas entre sí por un eje de giro inversión cuaternaria. Las 12 caras del escalenoedro hexagonal presentan tres pares de caras arriba y tres pares de caras abajo en posición alternada relacionadas entre sí por un eje de giro inversión ternaria.

i) Trapezoedro: forma cerrada de 6, 8, 12 o 24 caras con 3, 4 o 6 caras

superiores giradas con respecto de las 3, 4 o 6 caras inferiores. Estas formas son el resultado de un eje ternario, cuaternario o senario combinado con ejes binarios perpendiculares. Además existe un trapezoedro isométrico de 24 caras.

j) Bipirámide: forma cerrada de 6, 8, 12, 16 o 24 caras. Las bipirámides

pueden considerarse como formadas por reflexión de una pirámide mediante un plano de simetría horizontal.

k) Romboedro: seis caras que constituyen una forma cerrada. Tres de

ellas en la parte superior alternan con las otras tres de la parte inferior giradas entre si 60º.

1.2. FORMA DE LOS CRISTALES:

Si el cristal está perfectamente desarrollado en sus caras cristalinas, se dice que es euhedral; cuando no posee caras cristalinas, se dice que es anhedral y cuando esta imperfectamente desarrollado se dice que es subhedral.

a) EUHEDRAL: cuando el cristal representa 70% a más de su forma cristalina.

b) SUBHEDRAL: cuando representa más o menos el 50% de su forma cristalina.

c) ANHEDRAL: cuando representa menos del 50% de su forma cristalina.



1.2.1 Algunos ejemplos de formas abiertas:

a) Prisma

b) Pirámide

c) Otros formas:

APOFILITA

Berilo (A i Topacio

Rombododecaedro Romboedro Escaloedro



La forma cristalina es el número y aspecto de las caras y su distribución con respecto a los elementos de simetría del mismo.



Algunos ejemplos de formas cerradas:

a) fluorita

- La fluorita es un mineral del grupo III (halogenuros), formado por la combinación de los elementos calcio y flúor, de fórmula CaF2 (fluoruro de calcio). Este mineral se presenta con hábito cúbico.

b) Magnetita:

- La magnetita es un mineral de hierro constituido por óxido ferroso-diférrico (Fe3O4) que debe su nombre de la ciudad griega de Magnesia. Se presenta en masas granuladas, granos sueltos o arenas de color pardo oscuro. También puede estar en forma de cristales octaédricos

c) Andradita - Andradita es un mineral del grupo de los Silicatos, subgrupo

Nesosilicatos y dentro de estos es un granate por la típica forma is ométrica de sus cristales, con 12 ó 24 caras trapezoidales.


http://es.wikipedia.org/wiki/Mineral

http://es.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%BAor

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluoruro_de_calcio

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluoruro_de_calcio

http://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A1bito_cristalino


http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnesia

http://es.wikipedia.org/wiki/Octaedro


2. VARIACIONES DE FORMA Y TAMAÑO DE LOS CRISTALES

2.1. VARIACIONES DE FORMA

Una misma sustancia puede cristalizar en distintas, pero todas ellas están íntimamente relacionadas y pertenecen al mismo sistema cristalino.

Ejemplos:

a) Cristalización de la Pirita:

Pirita (FeS2, bisulfuro de hierro) de Manresa. La pirita cristaliza en el sistema regular, principalmente en forma de cubos y de dodecaedros pentagonales de color amarillo latón. Tiene dureza 6, no se puede rayar con un cuchillo, pero sí con un cuarzo. En el Bages, la pirita se encuentra normalmente en los estratos de margas grises de origen marino en forma de cristales pequeños que no suelen superar los 4 mm. A menudo forman agregados que pueden integrar el material que rellena antiguas galerías excavadas por invertebrados marinos, los denominados burrows. Uno de los yacimientos de pirita más importantes del mundo es el de Rio Tinto (Huelva). La pirita se explota en especial para la obtención de ácido sulfúrico, aunque es también una mena de hierro. [Foto Joaquim Sanz / Museo de Geología Valentí Masachs]



b) Cristalización de Pirita:

La Galena es un mineral del grupo de los sulfuros. Se haya tanto en rocas metamórficas como en depósitos volcánicos de sulfuros. Mayormente cristaliza en sistema cubico, pero también puede cristalizar en piritoédricos u octaédricos.

c) Cristalización de la Hematita:

El oligisto o hematita es un mineral compuesto de óxido férrico, cuya fórmula es Fe2O3 y constituye una importante mena de hierro ya que en estado puro contiene un 70% de este metal. Cristaliza en piramidales o prismáticos.

cubica octaédrica



http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_hierro_(III)

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_emp%C3%ADrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Mena_(miner%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro

http://es.wikipedia.org/wiki/Metal


3. TAMAÑO DE LOS CRISTALES

Los cristales de una misma sustancia se presentan en diversos tamaños, desde microscópicos hasta mayores de un metro de diámetro con peso de más de una tonelada.

La forma particular de cada cristal depende de las condiciones en que se ha efectuado su crecimiento. Los tamaños pueden varias en cristales de la misma sustancia, desde microscópicos hasta mayores de 1 metro de diámetro con de más de una tonelada.

3.1. Cristales de Naica

Es mundialmente famosa por la llamada Cueva de los cristales, descubierta en 2000, en la que se encuentran enormes cristales de selenita de hasta 10 metros de longitud y un metro de ancho, que la han convertido en un atractivo turístico.

Fue descubierta accidentalmente cuando se exploraban las minas en busca de minerales como plomo principalmente.

La cueva de los cristales es única en el mundo y su aparición es temporal ya que durante millones de años se formó con ayuda de agua que temporalmente ha sido drenada por un sistema especial.

Son 4 las diferentes cuevas que se pueden admirar en este territorio:

a) Cueva de Cristales:

Conocida desde hace 100 años, sus cristales semejan espadas de hasta 2 metros de largo. Es la menos profunda, lo que la hace más accesible. Sus cristales son complejos ya que contienen formas biogénicas, fosilizadas por minerales de los cuales hay múltiples depósitos. Asimismo, parece que hay restos de polen en los cristales y, probablemente, material biológico útil para el estudio del ADN.



b) El ojo de la Reina

Es una cueva con una alta temperatura y humedad dentro de la geoda, que presenta procesos de condensación, provocan la formación de calcita en la superficie. Encontrada en el año 2000, mientras cavaban un túnel de exploración en el nivel -290. Primero, descubrieron una pequeña apertura, dentro de una cueva tipo geoda de unos 8 m de diámetro, cubierta con grandes cristales blancos, translúcidos, y transparentes. Parecía que un ojo los estaba mirando. También experimentaron algo fantástico, una burbuja obscura dentro de la cueva que brilló como un diamante al tener contacto con la luz.

c) Cueva de las velas

Es la cueva de mina más grande descubierta en Naica. Lo que la vuelve única y especial, es la presencia de un sinnúmero de formaciones parecidas a la escarcha en climas fríos extremos (espeleotemas, llamadas velas por su forma delicada y singular), que se desarrollaron sobre la superficie de los cristales en la cámara superior de la cueva. Crecieron durante un corto período de tiempo, en los últimos 20 años, justo después de que bajara de manera artificial, el nivel del agua de la cueva. Desafortunadamente corren el riesgo de perderse debido al proceso natural de enfriamiento de sus paredes, producto de los sistemas de ventilación que requiere la mina para su operación. Otra de sus características es que la superficie de sus cristales se ha re-disuelto parcialmente, dándoles una opalescencia perlada. Su temperatura es de 43-45ºC mientras que la humedad relativa es de menos 80%.



d) Cueva de los cristales:

A días de descubrir la cueva del ojo de la reina, se encontró esta otra cueva con cristales gigantescos algunos tienen el tamaño de pinos adultos, de más de 15 metros de largo y más de 10 toneladas de peso. La temperatura y la humedad en el interior de las cavernas son de alrededor de 65°C y 100% respectivamente ideales para los cristales pero insoportables para el ser humano. La revista Smith Sonian de abril de 2002 explicó sobre la formación de dichos cristales: “El agua subterránea de estas cuevas, rica en azufre debido a los yacimientos cercanos de metales, empezó a disolver las paredes de piedra caliza, lo que liberó grandes cantidades de calcio. Este, a su vez, se combinó con el azufre para formar cristales a una escala nunca antes vista por el hombre”.



4. CONCLUSIÓN

Como conclusión del presente trabajo, legamos a conocer diversas formas y tamaños de varios tipos de minerales.

La cristalografía es la ciencia que se dedica al estudio y resolución de estructuras cristalinas. Donde observamos que existen espacios cristalinos en cada mineral.

Cuando las condiciones son favorables, cada elemento o compuesto químico tiende a cristalizarse en una forma definida y característica.

5. RECOMEDACIÓN

Buscar nuevos conocimientos implica un cierto esfuerzo, el mundo de la cristalografía es inmensa, cada parte de ella, necesita un tiempo para identificar sus características: sus espacios, formas de los cristales, etc. Busca buenos conocimientos, aplicando los métodos aprendidos.



6. BIOGRAFIA

6.1. Bibliografía:

Lasarte Esteban T. Cristalografía Para Químicos. España: Castellón; 2013.

Flin E. Principios de Cristalografía. Moscu: Editorial La Paz.

Martinez AN. Asignatura Mineralógica: Cristalografía. Argentina: Editorial de Universidad Nacional de San Luis; 2010.

Szwacka T. Introducción a la física del estado sólido: Cristalografía. Venezuela: Editorial Universidad de los Andes; 2000.

6.2. Webgrafía:

http://www.mineral-s.com/


http://www.mineral-s.com/


1. ESPACIO CRISTALINO _______________________________________________ 1

1.1. FORMA CRISTALINA ___________________________________________________ 3

1.2. FORMA DE LOS CRISTALES: _____________________________________________ 4

2. VARIACIONES DE FORMA Y TAMAÑO DE LOS CRISTALES __________________ 11

2.1. VARIACIONES DE FORMA _____________________________________________ 11 a) Cristalización de la Pirita: ______________________________________________________ 11 b) Cristalización de Pirita: _______________________________________________________ 12 c) Cristalización de la Hematita: __________________________________________________ 12

3. TAMAÑO DE LOS CRISTALES _________________________________________ 13

3.1. Cristales de Naica ____________________________________________________ 13

4. CONCLUSIÓN _____________________________________________________ 16

5. RECOMEDACIÓN __________________________________________________ 16

6. BIOGRAFIA ______________________________________________________ 17

6.1. Bibliografía: ________________________________________________________ 17

6.2. Webgrafía: _________________________________________________________ 17


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