Historia de la Cristalografa

Historia de la Cristalografa

I. OBJETIVO:

El objetivo del presente trabajo es indagar a cerca de los orgenes, desarrollo y principales aportes de los cientficos al estudio de los cristales a travs del tiempo y para de esta manera tener un conocimiento concreto de cmo fue surgiendo la ciencia cristalogrfica en nuestro mundo.Es de vital importancia conocer los sucesos relacionados con esta ciencia, pues, de acuerdo a ellos se han ido estableciendo leyes que la rigen actualmente y sobre las cuales se han desarrollado diversos estudios que conocemos hoy en da.Es por eso que conocer la historia de la cristalografa y dems ciencias nos ayuda a tener una base concreta para poder profundizar ms en el estudio de esta rama.

II. INTRODUCCIN:

A lo largo del tiempo, el hombre se ha encontrado con diversas formas en la naturaleza unas ms perfectas que otras despertando de esa manera su curiosidad, estas formas muchas veces las encontraba en rocas con llamativos colores y hbitos. Es as como por la simple curiosidad el ser primitivo fue recolectando y acumulando varios tipos de estas curiosas rocas a las cuales pronto se les vendra a conocer como minerales los que, con el pasar del tiempo fueron siendo apreciados ms y ms hasta adquirir un gran valor comercial como lo conocemos en la actualidad.1. Cristales de Cuarzo

La gran mayora de minerales salvo algunas excepciones poseen una distribucin interna ordenada caracterstica cuando se encentran en estado slido.Cuando las condiciones les son favorables, los minerales pueden estar limitados por caras planas y pulidas y adquirir formas geomtricamente regulares, ms conocidas como cristales.Entonces, pronto se lleg a definir a un cristal como un slido homogneo que posee un orden interno en las tres dimensiones, que bajo condiciones favorables, puede expresarse externamente por la formacin de superficies planas y pulidas.Estos slidos rpidamente captaron la atencin de mentes cientficas naciendo as la necesidad de ser estudiadas sus formas y las leyes que gobiernan su crecimiento, forma externa y estructura interna a la cual se pas a denominar como cristalografa.Aunque en sus inicios la cristalografa se desarroll como una rama de la mineraloga, es hoy en da una ciencia aparte que no solo trata con los minerales sino tambin con toda la materia cristalina. De esta manera la cristalografa ha llegado a ser una herramienta poderosa en qumica, fsica, metalurgia y cermica y se ha usado para resolver problemas relativos a refractarios, frmacos, semiconductores, aleaciones, jabones, gemas sintticas y un cmulo de otras sustancias hechas por el hombre.

III. INICIOS DE LA CRISTALOGRAFA:

Los inicios de la cristalografa se remontan a la Grecia antigua (S. V a.C.) cuando HERODOTO us el vocablo Krystallos para eludir al hielo.

Aos despus PLATN mencionara sus ideas sobre la roca origen mencionando: Kryos (hielo) + Halas (sal). Es de esta manera que Grecia se convierte en el umbral de la mineraloga y el punto de partida del desarrollo de la cristalografa como ciencia.

TEOFRASTO, discpulo de Platn y precursor de la mineraloga escribi el primer libro de mineraloga al cual titul Pery Lyton. Ms adelante en Ensayo sobre las piedras hace un estudio detallado de varios minerales entre los cuales destacan el cinabrio (compuesto de Hg), Crisocola, Magnetita y Yeso, minerales a los cuales se le atribuye su autora.

Bastaron que transcurran 400 aos para que PLINIO describa las primeras erupciones volcnicas sobre las tierras adquiriendo una de ellas su nombre (Vulcanismo Pliniano) es as que Plinio viene a ser considerado el primer gelogo en el mundo.

El surgimiento de la mineraloga como ciencia se da cuando el fsico alemn GEORGIUS AGRCOLAS publica su obra denominada De Re Metallica en la cual el autor viniera a manifestar las primeras prcticas mineras que se desarrollaban en aquel entonces, de maneras que este libro es considerado como el primer tratado mineralgico.

Entre los aos 40 90 d.C. PEDANIUS DIOSCORIDES publica Demateria Mdica una coleccin de 5 tomos en los cuales habla de los diversos usos de las plantas y drogas, mencionando dentro de ello un estudio sistemtico de la mineraloga. Posterior a esto le acreditaron la descripcin original de pirita, di sulfuro de hierro cbico paramrfico y melanterita.

Con las cruzadas, se tiene entrada a nuevos territorios como la India y frica en dnde se vendra a ampliar los horizontes del conocimiento encontrando que las ciencias se fueron desarrollando de manera paralela en el mundo. Encontrndose en la India una coleccin de 196 libros pertenecientes a Al Biruni, de los cuales 2 eran libros completos de mineraloga.

En 1669 NICOLS STENO mencionara La primera ley cristalogrfica: Ley de la constancia de los ngulos interfaciales a partir del estudio de los cristales de cuarzo, en los cuales encontr que los ngulos diedros formados por las caras homlogas, son constantes para los cristales de la misma especie mineral.

Un siglo ms adelante, en 1780 CARANGEOT inventa un dispositivo que serva para medir los ngulos diedros formados por las caras de un cristal al cual llam GONIMETRO DE CONTACTO el cual vendra a convertirse en una de las herramientas ms importantes para el desarrollo de la cristalografa.

En 1783, ROM DE LISL hizo mediciones en cristales confirmando de esta manera la ley enunciada por Steno.

Este personaje es considerado fundador de la cristalografa, se inici como un coleccionista de minerales para luego, con el pasar de los aos adquirir experiencia y convertirse en todo un experto en la materia pasando a ser un reconocido trabajador en museos de minerales.

Empez a justificar las formas presentes en la cristalografa y fue el iniciador del estudio a travs de rplicas y modelos en lminas metlicas las cuales luego pasara a elaborar con arcilla por motivos prcticos.

REN J. HAY demostr que los cristales son construidos por apilamiento y sin interrupcin de pequeos bloques idnticos, a los cuales l llam molculas integrales a lo cual actualmente conocemos como celdas cristalinas, esto lo supo al observar el clivaje de la calcita en diminutos romboedros.

Enunci la segunda ley de la cristalografa: Ley de las relaciones paramtricas en los cristales o ley de Hay - Weiss.

A principios del siglo XIX se dieron ms avances en mineraloga. WOLLASTON logr mejorar el gonimetro de Carangeot y construy el GONIMETRO DE REFLEXIN en el cual se podan hacer medidas de mayor exactitud y precisin en las caras de los cristales.

(1729 - 1848) BERZELLIUS estudi la qumica de los minerales y tras eso desarroll los principios que rigen la actual clasificacin de los minerales.

En 1815 CORDIER introdujo el uso del microscopio en el estudio de los cristales, planteando el mtodo de la inmersin el cual consista en sumergir fragmentos de mineral triturado en agua, logr desarrollar el estudio de las propiedades pticas de los minerales.

Con WILLIAM NICOL aumenta la importancia del uso del microscopio al estudiar el comportamiento de la luz en ciertas sustancias cristalinas.

En 1815 WEISS publica una de las ms magnficas obras en cristalografa Cristallographie libro que vena adjunto a una coleccin de 400 modelos de cristales en terracota, siendo as uno de los ms grandes aportes a esta ciencia pues incluyo en su trabajo cientos de dibujos y descripciones de minerales.

A finales del siglo XX, SCHOENFLIES Y BARLOW desarrollaron de manera simultnea la teora para la simetra interna y el orden dentro de los cristales convirtindose tambin en los fundadores de la cristalografa de Rayos X.

LAUE sugiri un experimento que consista en demostrar que los cristales podan difractar los Rayos , este experimento fue realizado por FRIEDICH y KNIPPINS y fue as que se dispuso el arreglo peridico y ordenado de tomos en la materia cristalogrfica.

Luego la difraccin de Rayos X lleg a ser un mtodo poderoso para el estudio de minerales y dems sustancias cristalinas. Se dan las primeras determinaciones de estructuras cristalinas por el do BRAGG (padre e hijo).

En 1993 BRIAN MASON publica principios de geoqumica y de meteoritos y tambin es coautor de meteoritos , importantes libros en los cuales se plasmas las ideas cumbre sobre cristalografa.

IV. PRINCIPALES EXPONENTES DE LA CRISTALOGRAFA Y SUS APORTES:

IV.1. Christian Samuel Weiss (1780-1856):

Es un qumico y fsico alemn de la Universidad de Leipzig, que trabaj con Klaproth para Werner en los laboratorios de la Academia de Minas de Freiberg. Tradujo al alemn parte de la obra de Hay y ocup la plaza de primer profesor de mineraloga de la universidad de Berln durante 46 aos a partir de 1810, fecha de la creacin de esta universidad. En 1815 introdujo el concepto de los siete sistemas cristalogrficos, con sus respectivas cruces axiales, lo cual le permiti una mejor aplicacin de la ley de racionalidad de los ndices. Le debemos la notacin paramtrica directa con los ahora llamados coeficientes de Weiss y el descubrimiento de la ley de las zonas. Una mejor formulacin de la racionalidad paramtrica de los cristales se le reconoce en el enunciado actual de la llamada Ley de Hay-Weiss. Entre sus destacados discpulos figuraron Gustav Rose, Karl Rammelsberg, Adolph de Kupffer, Friedrich Quenstedt, Ernst Glocker y Franz Neumann.Este ltimo, Franz Ernst Neumann (1798-1895), tiene el mrito de haber mejorado mucho la expresin de la ley de las zonas proporcionando los fundamentos de las proyecciones cristalogrficas y el clculo grfico de los cristales.

IV.2. Nicols Steno (1638 - 1686):

NacidoenCopenhague, fue unanatomistay cientficodansdelsiglo XVII, considerado el padre de laGeologa. Tras convertirse alcatolicismo, muri comoobispomisionero. En 1988 fue declaradobeatode laIglesia catlica.Es el encargado de dictar la primera ley que rige la cristalografa: Ley de la constancia de los ngulos diedrosFue enunciada en 1669, establece que, en una misma especie mineral, los ngulos diedros formados entre las caras son iguales, aunque dichas caras puedan variar en cuanto a su forma y tamao.Aunque l no supo cul era la causa (no se haban descubierto los rayos x todava, mucho menos inventado la difraccin de rayos x), se sabe ahora, que esto es porque la estructura atmica de cualquier mineral demuestra que la estructura permanece dentro de determinados lmites o relaciones geomtricas. Si no es as, entonces por la definicin moderna de mineral, no se estn comparando dos minerales similares. Ya que se podra estar comparando el polimorfo, pero ciertamente no el mismo mineral (Polimorfos son minerales con la misma composicin qumica, como el diamante y grafito o esfalerita y wurtzita, pero difiriendo en la estructura atmica y, por consiguiente, cristalizando en sistemas cristalinos diferentes) la ley de Steno se llama ley de CONSTANCIA DE NGULOS INTERFACIALES.

IV.3. William Hallowes Miller (1801-1880):

Mineralogista ingls, naci en Velindre cerca de Llandovery, Carmarthenshire, Wales y estudi en Cambridge, en el St. John's College donde se gradu en 1826. Brind gran avance a la cristalografa desde la ctedra de mineraloga en la Universidad de Cambridge, la cual ocup durante 38 aos, entre 1832 y 1870. Propuso una notacin para la ubicacin espacial de los planos y las caras cristalinas conocida como ndices de Miller, con relacin paramtrica inversa a los coeficientes de Weiss. En el ao 1839 enA Treatise on Crystalography, desarrolla aplicaciones de trigonometra esfrica a la orientacin, clculo y representacin de los cristales. Describe varias leyes de maclas. Demuestra que los elementos de cristalizacin dependen de la temperatura y la presin, variando con las condiciones fsicas del ambiente y modificando el enunciado de la ley de la constancia de los ngulos interfaciales, la cual en adelante se identifica como Ley de Steno-Miller. El mineral millerita, sulfuro de nquel de hbito capilar, fue nominado en su honor por Haidinger en 1845.

2 MilleritaIV.4. Jean Baptiste Louis Rome de l'Isle (1736-1790):

Fue un mineralogista francs que es ms conocido como uno de los fundadores de la cristalografa ptica.Naci el 26 de agosto de 1736, en Gray, Francia y poco se sabe sobre su vida temprana.Desarroll un inters por la qumica, seguida de una pasin por la mineraloga.Se catalogan varias colecciones privadas y llev a cabo una importante labor de investigacin.Publica el libroEssai de Crystallographie ou Description des figures gometriques propres a diffrens Corps du Rgne Mineral connu vulgairment sous le nom des Cristaux,en Pars (1772), luego de realizar varios viajes en calidad de naturalista a las colonias francesas de ultramar. Tras la segunda edicin de 1783, queda muy claro que el concepto de cristal, limitado al cuarzo desde la poca de Nicols Steno, se extiende en adelante a todos los slidos cristalinos de formas regulares. Aplica la ley de Steno a la medida de los ngulos interfaciales para el dibujo de cristales, en una coleccin personal de minerales, que ilustra con un catlogo de 600 pginas y 452 figuras impreso en el ao 1767. Le ayudan sus discpulos Arnould Carangeot (1742-1806) y Claude Lermina (1749-1806), a quienes pide construir un instrumento para medir y reproducir los ngulos entre las caras de los cristales. Carangeot disea en bronce el gonimetro de contacto que presenta en el ao 1770 y que conserva hasta hoy el diseo original. Mediante la colaboracin del grabador Francois Louis Swebach des Fontaines, Rome de lIsle inicia la reproduccin de modelos cristalogrficos en porcelana, madera, bronce y latn hacia 1780, modelos que representan cristales minerales, idea que luego se aplica en todo el mundo para la enseanza de la cristalografa.

3 Gonimetro de contacto.

IV.5. Ren Just Hay (1743-1822):

Con el monje francs Ren Just Hay, la ciencia cristalogrfica alcanza un pinculo de precisin antes desconocido. Su trabajo le permiti enunciar la ley fundamental de la cristalografa, ley de la racionalidad de los ndices o ley de la racionalidad de las relaciones paramtricas en los cristales, conocida hoy como Ley de Hay-Weiss, por cuanto ms tarde el fsico alemn Christian Weiss obtuvo una demostracin independiente y elegante con la ley de las zonas. Al observar el clivaje de calcita, en diminutos romboedros, desarroll su concepto de molculas integrantes de formas polidricas en la unidad organizativa de la materia, en capas sucesivas de crecimiento o decrecimiento y con capacidad para definir otras formas. Estudi los fenmenos de piroelectricidad y piezoelectricidad en los cristales.En el perodo de la Repblica integr la Comisin de Pesas y Medidas (1793-1794) y ocup el Ministerio de Minas, desde donde prepar un tratado de mineraloga, su obra mayor, publicada en 1801. Tambin fue encargado de las colecciones y profesor de mineraloga en el Museo de Ciencias Naturales (1802-1822) y en la Universidad de la Sorbonna (1809-1822).

V. CONCLUSIONES:

Al final de la investigacin, podemos concluir que la cristalografa es una de las muchas ciencias que jugaron un papel importante durante la historia del hombre y hasta la actualidad.Desde sus inicios se logr dar aplicaciones muy importantes a esta ciencia de los cuales las ms relevantes fueron el la qumica, fsica, metalurgia, medicina, en la industria de las piedras y metales preciosos y en muchos ms mbitos, adquiriendo de esta manera una gran notoriedad durante el desarrollo del conocimiento y la industria en el mundo.

VI. BIBLIOGRAFA WEBGRAFA:

Manual de mineraloga DANA-HURLBUT 2 Edicin.

http://www.insugeo.org.ar/libros/cg_23/06.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Cristalograf%C3%ADa

http://www.insugeo.org.ar/libros/cg_23/08.htm

http://1cm1.site11.com/quimica/2.2%20LEYES%20CRISTALOGRAFICAS.pdf

http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/romedelisle.html

http://ocw.uniovi.es/file.php/39/1C_C11812_A/contenidos%20en%20pdf%20para%20descargar/1.pdf

Contenido

I.OBJETIVO:2II.INTRODUCCIN:2III.INICIOS DE LA CRISTALOGRAFA:3IV.PRINCIPALES EXPONENTES DE LA CRISTALOGRAFA Y SUS APORTES:7IV.1. Christian Samuel Weiss (1780-1856):7IV.2. Nicols Steno (1638 - 1686):7IV.3. William Hallowes Miller (1801-1880):8IV.4. Jean Baptiste Louis Rome de l'Isle (1736-1790):9IV.5. Ren Just Hay (1743-1822):10V.CONCLUSIONES:11VI.BIBLIOGRAFA WEBGRAFA:12

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