Cristales
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 20 de agosto de 2021; las comprobaciones requieren 6 ediciones .Cristales (del griego κρύσταλλος originalmente - " hielo ", en adelante - " cristal de roca ; cristal") - sólidos en los que las partículas ( átomos y moléculas ) se organizan regularmente, formando un empaque espacial periódico tridimensional - una red cristalina .
Los cristales son sólidos que tienen una forma externa natural de poliedros simétricos regulares basados en su estructura interna, es decir, en uno de varios arreglos regulares específicos de las partículas (átomos, moléculas, iones ) que componen la sustancia.
La definición moderna de un cristal está dada por la Unión Internacional de Cristalógrafos: un material es un cristal si tiene un patrón de difracción predominantemente nítido [1] .
En el año 2000, los cristales naturales más grandes fueron descubiertos en la Cueva de los Cristales en el complejo minero de Naica, en el estado mexicano de Chihuahua [2] . Algunos de los cristales de yeso encontrados allí alcanzan los 15 metros de largo y 1 metro de ancho. Conocido por sus cristales gigantes de espodumena de un metro de altura [3] . En 1914, se publicó un informe sobre el hallazgo de un cristal de espodumeno de 42 pies (12,8 m) de largo y un peso de 90 toneladas en la mina Etta , Dakota del Sur 4] .
Morfología de los cristales
La morfología de los cristales es una ciencia que estudia el origen de los cristales y la disposición de estas caras en el espacio. Representa una rama de la cristalografía .
La mayoría de los cristales naturales tienen facetas cristalinas lisas, en formas de pequeño tamaño; las caras de cristal son ópticamente planas y suelen dar reflejos claros del entorno (como en el cristal de una ventana). Los cristales más grandes tienden a tener reflejos más difusos y, por lo tanto, las caras mismas no son perfectamente planas.
Las caras planas de los cristales dan testimonio de la corrección de la disposición interna de los átomos, que caracteriza el estado cristalino de la materia .
El conocimiento de la morfología de los materiales preciosos es necesario para reconocer tales piedras en estado bruto, así como para cortar mejor un cristal en particular.
Estructura cristalina
La estructura cristalina es la disposición de partículas (átomos, moléculas, iones) en un cristal. Siendo individual para cada sustancia, la estructura cristalina se refiere a las propiedades físico - químicas básicas de esta sustancia. Una estructura cristalina con periodicidad tridimensional se denomina red cristalina [5] .
Rejilla Cristalina
Las partículas que componen este sólido forman una red cristalina. Si las redes cristalinas son estereométricamente (espacialmente) iguales o similares (tienen la misma simetría), entonces la diferencia geométrica entre ellas radica, en particular, en las diferentes distancias entre las partículas que ocupan los nodos de la red. Las distancias entre las propias partículas se denominan parámetros de red. Los parámetros de la red, así como los ángulos de los poliedros geométricos, se determinan mediante métodos físicos de análisis estructural, por ejemplo, métodos de análisis estructural de rayos X.
A menudo, los sólidos forman (dependiendo de las condiciones) más de una forma de red cristalina; tales formas se denominan modificaciones polimórficas . Por ejemplo, entre las sustancias simples se conocen:
- azufre rómbico y monoclínico ;
- el grafito y el diamante , que son modificaciones hexagonales y cúbicas del carbono ;
- entre las sustancias complejas se encuentran el cuarzo , la tridimita y la cristobalita , que son diversas modificaciones del dióxido de silicio .
Tipos de cristales
Es necesario separar los cristales ideales y reales.
- Un cristal ideal es un objeto matemático, desprovisto de defectos estructurales y que también tiene una simetría completa inherente a él, idealmente caras lisas y lisas.
- Un cristal real siempre contiene varios defectos en la estructura interna de la red, distorsiones e irregularidades en las caras y tiene una simetría reducida del poliedro debido a las condiciones específicas de crecimiento, falta de homogeneidad del medio de suministro, daño y deformación . No necesariamente tiene caras cristalográficas y una forma regular, pero conserva la propiedad principal: la posición regular de los átomos en la red cristalina.
Anisotropía de cristales
Muchos cristales tienen la propiedad de anisotropía , es decir, la dependencia de sus propiedades de la dirección, mientras que en las sustancias isotrópicas (la mayoría de los gases , líquidos , sólidos amorfos ) o cuerpos pseudoisotrópicos (policristales), las propiedades no dependen de las direcciones. El proceso de deformación inelástica de los cristales siempre se lleva a cabo a lo largo de sistemas de deslizamiento bien definidos , es decir, solo a lo largo de ciertos planos cristalográficos y solo en una determinada dirección cristalográfica . Debido al desarrollo no homogéneo y desigual de la deformación en diferentes secciones del medio cristalino, se produce una intensa interacción entre estas secciones a través de la evolución de campos de microestrés .
Al mismo tiempo, existen cristales en los que no existe anisotropía.
Se ha acumulado una gran cantidad de material experimental en la física de la inelasticidad martensítica , especialmente en cuestiones de efectos de memoria de forma y plasticidad de transformación . Probó experimentalmente la posición más importante de la física de cristales sobre el desarrollo predominante de deformaciones inelásticas casi exclusivamente a través de reacciones martensíticas . Sin embargo, los principios para construir una teoría física de la inelasticidad martensítica no están claros. Una situación similar tiene lugar en el caso de la deformación de cristales por macla mecánica .
Se han logrado avances significativos en el estudio de la plasticidad de dislocación de los metales . Aquí, no solo se entienden los mecanismos físicos y estructurales básicos para la implementación de procesos de deformación inelástica, sino que también se han creado métodos efectivos para el cálculo de fenómenos.
Ciencias físicas estudiando cristales
- La física de cristales estudia la totalidad de las propiedades físicas de los cristales.
- La cristalografía estudia los cristales ideales desde el punto de vista de las leyes de simetría y los compara con los cristales reales.
- La cristalografía estructural se ocupa de la determinación de la estructura interna de los cristales y la clasificación de las redes cristalinas. En 1976, el cristalógrafo I. I. Shafranovsky [6] refutó la "sensación" de que el globo es un "gran cristal" .
- La óptica de cristal estudia las propiedades ópticas de los cristales.
- La química de cristales estudia las estructuras cristalinas y su relación con la naturaleza de la materia.
En general, una gran rama científica se dedica al estudio de las propiedades de los cristales reales; baste decir que todas las propiedades semiconductoras de algunos cristales (sobre la base de los cuales se crean la electrónica de precisión y, en particular, las computadoras ) surgen precisamente debido a defectos.
Véase también
- celda de cristal
- cristales líquidos
- Defectos de cristal
- Física del estado sólido
- monocristal
- policristalino
- teoría de la deformación
- cristal coloidal
Notas
- ↑ Cristal . Diccionario en línea de Cristalografía . Unión Internacional de Cristalografía. Consultado el 22 de junio de 2017. Archivado desde el original el 17 de junio de 2017.
- ↑ V. Chernavtsev . Maravilla de yeso del mundo // "Alrededor del mundo" . — N° 11, 2008, págs. 16-22
- ↑ Litio // Diccionario enciclopédico de un joven químico. 2ª ed. / Comp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M. : Pedagogía , 1990. - S. 136 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
- ↑ Gigantescos cristales de espodumena // Apuntes Mineralógicos Serie 3. - 1916. - S. 138 .
- ↑ Estructura cristalina // Enciclopedia física. En 5 tomos. — M.: Enciclopedia soviética. Editor en jefe A. M. Prokhorov. 1988.
- ↑ Shafranovsky II ¿Se puede llamar a la Tierra un "gran cristal"? Copia de archivo fechada el 17 de mayo de 2017 en el periódico Wayback Machine // Gornyatsaya Pravda. 1976. Núm. 31. 9 de noviembre
Literatura
- Agafonov V. K. Instrucciones breves para preparar modelos de cristal // Programas e instrucciones para observaciones y colecciones de recolección en geología, ciencia del suelo, meteorología, hidrología, nivelación, botánica y zoología, agricultura y fotografía. [5ª ed.] San Petersburgo: ed. Diablillo. SPb. Islas Naturales 1902, págs. 30-35.
- Zorkiy PM Simetría de moléculas y estructuras cristalinas. M.: Universidad Estatal de Moscú, 1986. - 232 p.
- Likhachev V. A., Malinin V. G. Teoría analítica estructural de la fuerza. - San Petersburgo: Ciencia. — 471 pág.
- Savelyev I.V. Curso de física general. Moscú: Astrel, 2001. ISBN 5-17-004585-9 .
- Shaskolskaya M. P. . Cristales. M.: Nauka, 1985. 208 págs.
- Schroeter W., Lautenschleger K.-H., Bibrak H. y otros Química: ref. edición Moscú: Química, 1989.
- Shubnikov A. V., Flint E. A., Bokiy G. B. , Fundamentos de cristalografía, Moscú-Leningrado, 1940.
- Shaskolskaya M. , Crystals, M., 1959; Kostov I., Cristalografía, trad. del búlgaro, M., 1965.
- Bunn C. , Cristales, trad. del inglés, M., 1970;
- Nye J. , Propiedades físicas de los cristales y su descripción usando tensores y matrices, trad. del inglés, 2ª ed., M., 1967.
- Cheredov VN Defectos en cristales de fluorita sintética. San Petersburgo: Ciencia. - 1993. - 112 págs.
Enlaces
- Cristales (físicos) / M. P. Shaskolskaya, B. K. Vainshtein // Gran enciclopedia soviética : [en 30 volúmenes] / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M. : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
- Cristales minerales , Formas de disolución natural de los cristales
- Cristales // Gran Diccionario Enciclopédico . — 2000.
 diccionarios y enciclopedias |
| |||
|---|---|---|---|---|
| ||||
| Estados termodinámicos de la materia | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Estados de fase |
| ||||||||||||||||
| Transiciones de fase |
| ||||||||||||||||
| Sistemas dispersos |
| ||||||||||||||||
| ver también | |||||||||||||||||
| Patrones geométricos en la naturaleza. | ||
|---|---|---|
| patrones | ||
| Procesos | ||
| Investigadores |
| |
| Artículos relacionados |
| |