FORMACION DE CRISTALES

Laboratorio de de Fundamentos Fundamentos de Materiales Cerámicos Cerámicos - 2014

Pr ac t ic a N ° 2

FORMA CIÓN CIÓN DE L OS CRISTAL ES

I.



Objetivos:

Reconocer las diferentes formas de obtener cristales a partir de sales disueltas en un fluido.



II. II.

Observar la formación de cristales mediante la evaporación. Fund amento Teórico Teórico :

Introducción:

LA CRISTALOGRAFIA simplemente es una palabra con significado elegante, “el estudio de cristales”. En alguna ocasión la palabra cris tal solo se refirió a cristal de

cuarzo, pero en la actualidad ha asumido una definición tan amplia que incluye a todas las formas cristalinas bien expresadas. Un CRISTAL es una forma regular poliédrica, limitada por caras lisas que son formadas por un compuesto químico, debido a la acción de sus fuerzas interatómicas, al pasar, bajo condiciones convenientes, del estado de líquido o gas a un sólido. Desglosando esa declaración. La forma del poliedro es de un sólido limitado por los planos (se les denomina a estos planos son las CARAS DEL CRISTAL). “Un compuesto químico” dice que todos los minerales son entes

químicos que se han formado en la naturaleza. Por último la mitad de la definición dice que un cristal normalmente se forma durante el cambio de materia del líquido o gas al estado sólido. En el estado líquido y gaseoso de cualquier compuesto, las fuerzas atómicas que ligan a la materia en el estado sólido, no están presentes. Los líquidos y gases asumen la forma de su recipiente, los sólidos toman varias formas geometrías regulares. 1

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III. III.

Equip os a Utilizar:

Mecheros



Trípodes





Vasos de precipitados



Varillo de vidrio

Clips



Telas



Hilo



Ligas



IV.

Materiales a Utilizar

Sosa





Cloruro de Sodio



Sulfato de Cobre

Alcohol



Temperas



V.

Procedim iento Experimental:

1) Primer Experimento:



Colocar una cierta cantidad de agua destilada en un vaso de precipitados



Hacerla hervir, y colocar dentro de este el cloruro de sodio, hasta que se llegue a un punto de saturación. 2

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

Dejar evaporar el agua y observar que es lo que ser forma y queda en el vaso de precipitados.

2) Segundo Experimento:



Colocar en tres vasos de precipitados agua destilada.



Hacerlos hervir, y colocar dentro de ellos, la sosa hasta que llegue a saturarse.



A la par colocar un poco de temperas de diferente color a cada vaso.



Luego de ello, esperar que enfríe.



Una vez fríos colocarlos en un frasco de vidrio.



Cortar un trozo de clip y amarrarlo al hilo y sujetarlo a la tapa.



Sumergir el clip en el frasco con la solución hasta la mitad y taparlo.



Hacer el mismo procedimiento para todos los frascos de vidrio.

3) Tercer Experimento: Colocar en un vaso precipitado agua. Hacerla hervir. Verter el sulfato de cobre hasta saturación. Enfriar y colocarlo en un frasco de vidrio. Colocar una semilla de sulfato de cobre sumergido en el frasco con la solución. Monitorear todos los días hasta durante dos semanas. VI.

Datos Recogido s:



Primera semana:

Se observó la formación de cristales alrededor del hilo colgante.

3




Primera semana:

También se observó la formación de una pequeña capa o película en la base del frasco.



Segunda Semana:

Al transcurrir ya dos semanas, se observó un gran avance de la formación de cristales en la pared del frasco que lo contenía. Como observación final, se obtuvo una formación de cristal bien definido.

VII.

Cuestionario:

1.- Defina de manera amplia cristalografía La cristalografía es la ciencia que estudia los cristales en su estructura interna, su forma y su clasificación. Los cristales son los minerales que poseen caras cristalinas, planas y pulidas y desarrollan formas geométricas. Sin embargo, son cristales de todas formas, tenga o no caras 4


cristalinas, ya que poseen estructura interna ordenada. Por lo que un sólido homogéneo que posee un orden interno tridimensional puede considerarse un cristal. La cristalografía comenzó como una rama de la mineralogía, hoy en día es una ciencia aparte. En esta materia se verán las nociones básicas donde sentar las bases para la segunda parte de la materia mineralogía. La cristalografía puede dividirse en:



Estructural: analiza la estructura de los motivos (átomos, moléculas, etc.)



Geométrica: estudia el ordenamiento de los motivos, se ocupa de la forma externa.



Física: trata las propiedades físicas.

2.- Defina un cristal En física del estado sólido y química, un cristal es un sólido que presenta un patrón de difracción no difuso y bien definido. La palabra proviene del griego krystallos. Inicialmente el nombre provenía de "kryos" que significa frío, aludiendo a la formación del hielo a partir del agua. Posteriormente el nombre cambió de connotación al referirse más bien a la transparencia, por lo que los griegos dieron el nombre "krystallos" al cuarzo, creyendo inicialmente que se trataba de una variedad de hielo que no se licuaba a temperatura ambiente.2 La mayoría de los cristales naturales se forman a partir de la cristalización de gases a presión en la pared interior de cavidades rocosas llamadas geodas. La calidad, tamaño, color y forma de los cristales dependen de la presión y composición de gases en dichas geodas (burbujas) y de la temperatura y otras condiciones del magmadonde se formen.

5


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 sólidos amorfos, no solo por su geometría regular, sino también por la anisotropía de sus propiedades (no son las mismas en todas las direcciones) y por la existencia de elementos de simetría. Los cristales están formados por la unión de partículas dispuestas de forma regular siguiendo un esquema determinado que se reproduce, en forma y orientación, en todo el cristal y que crea una red tridimensional. En un cristal, los átomos e iones se encuentran organizados de forma simétrica en redes elementales, que se repiten indefinidamente formando una estructura cristalina. Estas partículas pueden ser átomos unidos por enlaces covalentes (diamante y metales) o iones unidos por electrovalencia (cloruro de sodio). En otras palabras, los cristales podrían considerarse moléculas colosales, que poseen tales propiedades, a pesar de su tamaño macroscópico. 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.

3.- ¿Cómo se forman los cristales? Los cristales se forman a partir de disoluciones, fundidos y vapores. Los átomos en estos estados desordenados tienen una disposición al azar, pero al cambiar la temperatura, presión y concentración pueden agruparse en una disposición ordenada característica del estado cristalino. Los cristales pueden formarse de una disolución por descenso de la temperatura o de la presión. También se puede formar a partir de una masa fundida de igual forma que las disoluciones. Por otro lado, aunque la cristalización a partir de un vapor es menos corriente, los principios básicos son muy parecidos. A medida que el vapor se enfría, los átomos y moléculas separadas se van aproximando entre sí, hasta formar un sólido cristalino. Un ejemplo es la formación de copos de nieve a partir de aire saturado de vapor de agua. Durante el proceso de cristalización los cristales deben formarse primero y luego crecer, el fenómeno de formación de pequeños cristales

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se llama nucleación y a la formación capa por capa del cristal se le llama crecimiento. La sobresaturación es la fuerza impulsadora tanto de la nucleación como del crecimiento de los cristales.

4.- ¿Cuáles son los factores que influyen en la formación de un cristal? Factores que afectan a la cristalización Los factores que más influyen en la formación de cristales son: Temperatura: cuanto mayor es la temperatura más rápida va a ser la cristalización ya que al estar la disolución a gran temperatura el agua también lo está y se evapora más rápido. Pero al ser una cristalización más rápida los cristales van a ser peores (no van a estar tan bien definidos) porque no han tenido tanto tiempo para ordenarse como el que habrían tenido si la cristalización se hubiera formado a menos temperatura que habrían tenido más tiempo para ordenarse y los cristales habrían sido mejores. CONVIENE USAR SUBRAYADO PARA DETERMINADAS PALABRAS Tiempo: cuanto más tiempo esté expuesta la disolución al contacto con el aire, la disolución va a tener menos agua porque ha tenido más tiempo para evaporarse y además los cristales van a ser mejores porque han tenido más tiempo para ordenarse.

5.- ¿Cómo se da el crecimiento de un cristal? El proceso de cristalización puede presentarse a partir de sistemas diferentes que comportan mecanismos distintos y que están perfectamente modelizados. Veamos cuales son estos modelos y cuál de ellos se ajusta mejor a los procesos que ocurren en la naturaleza, o dicho de otro modo, cómo crecen los cristales en la naturaleza. El crecimiento cristalino podemos dividirlo en los siguientes modelos:

-Crecimiento sólido-sólido o recristalización, el sólido inicial y final tienen la misma estructura cristalina y la misma composición química. Solo se produce un incremento de tamaño de grano a través de movimientos de borde de grano. Esto ocurre cuando se activa la energía que encierra todo borde de grano mediante estimulación térmica. No hay líquido alguno en el borde de grano sino reajustes de dislocaciones. Se produce una distribución equidimensional de los granos. Ejemplos en la naturaleza lo serian el Mármol creciendo a partir de la Caliza, o la 7


Cuarcita a partir de las Areniscas. Pero salvo estos casos, su uso es muy restringido en la naturaleza. Los cristales que crecen en medios metamórficos o metasomáticos no pueden ser tratados como un caso de cristalización sólido-sólido ya que los materiales iniciales y finales son diferentes. En estos procesos los componentes solventes, como elementos volátiles, pueden jugar un papel importante en el crecimiento cristalino y los procesos son similares a los tipificados en el crecimiento en solución.

-Cristalización líquido-sólido: en este tipo de cristalización existe una reorganización de las estructuras, una abrupta transición de fase, de una fase desordenada o con orden a corta distancia, propia de un líquido, pasamos a otra ordenada, a un Cristal. El tipo de proceso y la fuerza impulsora que genera la cristalización dependerá del todo de la fase liquida. Gran parte de los sólidos se presentan en estado cristalino, con una estructura geométrica regular y ordenada. El tamaño y perfección de los cristales depende de las condiciones en que estos se han formado. Cuando una disolución saturada (que es aquella que no admite más soluto disuelto), o un sólido fundido, se enfría lentamente el número de cristales que empiezan a formarse es pequeño, creciendo poco a poco su tamaño y dando tiempo a que los iones, átomos y moléculas ocupen posiciones ordenadas en el cristal, que harán que éste sea tanto más perfecto cuanto más lento es el proceso. Por el contrario, un enfriamiento rápido da lugar a numerosos cristales pequeños e imperfectos.

6.- ¿Cuáles son las formas externas que presentan los cristales? 

Pedión: forma que corresponde a una sola cara.



Pinacoide: figura formada por dos caras paralelas.



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



Esfenoide: dos caras no paralelas, simétricas con relación a un eje de rotación binario.



Biesfenoide: forma cerrada de cuatro caras, en la que las dos caras del esfenoide superior alternan con las dos caras del esfenoide inferior. 8




Prisma: es una forma abierta compuesta de 3, 4, 6, 8 o 12 caras, todas ellas paralelas al mismo eje.



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



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 si por un eje de giro inversión cuaternario. Las 12 caras del escalenoedro hexagonal presentan tres pares de caras arriba y tres pares de caras abajo en posición alternada relacionadas entre si por un eje de giro inversión ternario.



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.



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.



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.

7.- ¿A qué se debe las formas diversas que presentan los cristales?

Agregados cristalinos. Genéticamente, las agrupaciones de individuos o cristales de una misma especie obedecen a dos fenómenos distintos:

9




A una pluralidad de gérmenes, engendradores cada uno de ellos de un cristal (asociaciones cristalinas), o



A una alteración morfológica durante el comienzo del crecimiento de un cristal a partir de su propio germen (MACLA). o

Clasificación de las asociaciones cristalinas :



Cristales incluidos: Ej. Olivino en basalto



Cristales implantados: Crecen sobre un soporte que impide el desarrollo de todas sus caras.

a) Césped: Tapizan la superficie con dimensiones muy pequeñas y gran cantidad de individuos. b) Geoda: La superficie tapizada es cóncava para el observador y el tamaño de los individuos mayor. c) Drusa: La superficie es plana o convexa para el observador.



Cristales irregulares:



Concreccionados : Ágata, calcedonia...



Fibrosos: Tremolita, amianto, yeso...



Amigdaloides: Estalactitas.



Dendríticos: Pirolusita.



Escamosos: Micas. 10




En

roseta: Yeso.



Cristales regulares:

11




Paralelos : Todos sus elementos externos (caras y aristas)



son paralelos entre sí. Los mejores ejemplos se encuentran en el CUARZO.





Agregados uniáxicos : Los cristales integrantes presentan una arista o una cara común. El caso más típico: Baritina (recuerda un libro abierto).



Agregados Biáxicos : Maclas

12


8.- En la práctica realizada describa para cada experimento desarrollado un diagrama de flujo individual.

COLOCACION EN UN VASO DE PRECIPITADOS AGUA DESTILADA Y COLOCARLA SOBRE UN MECHERO HASTA QUE ESTE HIERVA.

CONSISTE EN CONTROLAR CADA 3 DIAS ,ES DECIR, EXTRAERLA PEQUEÑA PITA FORMACION DE CRISTAL Y VOLVER A SOBRESATURAR LA SOLUCION.

LUEGO A CONTINUACION A CONTINUACION EN EL AGREGAREMOS SULFATO VASO COLOCAR UN DE COBRE HASTA QUE PEDAZO DE PITA ESTA SOLUCION LOGRE ENLAZADO CON UNA SATURARSE PEQUEÑA ROCA

HASTA UN PERIODO DE DE SEMANAS SE PROCEDERA A REPETIR EL PROCEDIMIENTO DE SATURACION DE LA SOUCION.

13

POR ÚLTIMO , LOGRAMOS APRECIAR LA FORMACION DEL CRISTAL DE UNA SOLUCION DE SULFATO DE COBRE


9.- Describa el origen de la calcita Se puede considerar como variedad de la calcita la especie denominada "espato de islandia", variedad nítida y muy transparente en la que se aprecia claramente la birrefringencia. La calcita puede recibir varias denominaciones en función de la forma de sus cristales: asi tenemos la calcita en diente de perro (escalenoedros), calcita cumberland (combinacion de escalenoedro y romboedro), etc. El nombre deriva de la palabra latina calx, que significa cal. Fórmula Química/Composición Carbonatos CO3Ca La Calcita presenta la siguiente composición (peso molecular de la fórmula empírica dividido por las sumas de los pesos atómicos de cada elemento para obtener el porcentaje de cada uno de ellos): * 40.04 % Ca

56.03 % CaO

* 12.00 % C

43.97 % CO2

* 47.96 % O

Estructura/Cristalografía La calcita cristaliza generalmente bajo tres formas cristalinas, con numerosas variaciones intermedias: * Cristales prismáticos más o menos largos. * Cristales romboédricos * Cristales escalenoedricos 14


En todos los casos, los cristales suelen aparecer concrecionados o maclados. También se presenta como formas coraloides, estalactitas o como masas micro cristalinas compactas. La calcita ocupa el tercer lugar en la escala de dureza de Mohs. Mineral frágil, perfectamente exfoliable en romboedros transparente a traslúcida, con brillo vítreo. Color predominante incoloro a blanco, pudiendo presentar diversas tonalidades en función de las impurezas que contenga. Una de las propiedades físicas más destacadas es la alta birrefringencia que posee. La calcita reacciona fácilmente con el ácido clorhídrico originando una intensa efervescencia, propiedad ésta que distingue al grupo de los carbonatos y que, en el caso de la calcita sirve para diferenciarla de la dolomita, que apenas produce reacción o ésta es más suave. El Ca puede estar parcialmente sustituido por Fe o Mn. Es un mineral cuya composición es carbonato de calcio, por ello las especificaciones del mercado se orientan hacia la provisión de un mineral con la menor cantidad de impurezas posible, que pueden afectar principalmente la blancura y el contenido de residuos insolubles, ya que las calcitas impuras pueden ser reemplazadas por calizas de buena calidad, que son de mucho menor precio y contienen la misma composición mineral. Los yacimientos de calcita se presentan como vetas de mineral que rellenan un espacio previamente abierto originado por la disolución de calizas o, en otros casos, por la acción de fallas directas, inversas o de desplazamiento de rumbo. Las vetas son de espesores variables las de mayor espesor alcanzan los 7 m en el Cerro de Pedernal en la localidad de los Berros. La calidad del mineral varía mucho dentro de un mismo yacimiento, en algunos casos solamente es de buena 15


calidad la parte central del cuerpo calcídico y los bordes se presentan con altos contenidos de óxido de hierro y sílice.

10.- Realice una investigación amplia y profunda sobre el crecimiento de un cristal Nucleación El fenómeno de la nucleación es esencialmente el mismo para la cristalización a partir de una solución, cristalización a partir de un producto fundido, condensación de gotas de niebla en una vapor sobre-enfriado, y generación de burbujas en un líquido sobrecalentado, en todos los casos, la nucleación s produce como consecuencia de rápidas fluctuaciones locales a escala molecular en una fase homogénea que está en estado de equilibrio meta estable. Los núcleos cristalinos se pueden formar a partir de moléculas, átomos, o iones. En soluciones acuosas pueden ser hidratados. Debido a sus rápidos movimientos, estas partículas reciben el nombre de unidades cinéticas. Para un volumen pequeño del orden de 100 oA, la teoría cinética establece que las unidades cinéticas individuales varían grandemente en localización, tiempo, velocidad, energía, y concentración. Los valores, aparentemente estacionarios, de las propiedades intensivas, densidad, concentración y energía, correspondientes a una masa macroscópica de solución, son en realidad valores promediados en el tiempo de fluctuaciones demasiado rápidas y pequeñas para poder ser medidas a escala macroscópica. Debido a las fluctuaciones, una unidad cinética individual penetra con frecuencia en el campo de fuerza de otra u las dos partículas se unen momentáneamente, lo normal es que se separen inmediatamente, pero, si se mantienen unidas, se le pueden unir sucesivamente otras partículas. Las combinaciones de este tipo reciben el nombre de agregados.

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

MÉTODOS PARA HACER CRECER UN CRISTAL

A) Dado que la rápida evaporación provocó que muchos cristales comenzaron a crecer al mismo tiempo, muy próximos unos a otros, tal vez podríamos conseguir que crecieran menos cristales, alejados unos de otros, evitando la evaporación rápida. Podríamos colocar una tapa sobre el recipiente; no una tapa muy rígida, que podría impedir totalmente la evaporación, sino algo más efectivo que la simple caja volteada. Un trozo de tela colocado sobre el recipiente y sujeto a éste mediante una goma elástica permitiría que la evaporación tuviera lugar lentamente. B) También podrías separar un buen cristalito de la disolución, transferir la disolución saturada a otro recipiente y colocar el cristalito extraído en el fondo del nuevo recipiente. Es posible que entonces éste sea el único que crezca. Un cristal utilizado de esta forma se denomina un cristal semilla. Para que no crezcan más cristalitos que formen semillas adicionales, en cuanto se separe el cristal de la disolución original es necesario secarlo en seguida utilizando un pañuelo limpio de papel o de tela, así como lavar y secar las pinzas y los dedos. Cuando un cristal crece sobre una superficie, la parte del cristal que está junto a ella está privado de material adicional y no puede desarrollarse. Para permitir que un cristal desarrolle todas sus caras, debes colocarlo colgado de un hilo en el interior de la disolución. Enlazar un hilo alrededor de un cristal diminuto no es fácil. Un procedimiento adecuado consiste en pegar el hilo al cristal utilizando una mínima cantidad del tipo de cola que se utiliza para reparar platos.

11.- Realice una investigación amplia y profunda sobre cristalización La operación de cristalización es aquella por media de la cual se separa un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan. Es una operación necesaria para todo producto químico

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que se presenta comercialmente en forma de polvos o cristales, ya sea el azúcar o sacarosa, la sal común o cloruro de sodio. En la cadena de operaciones unitarias de los procesos de fabricación se ubica después de la evaporación y antes de la operación de secado de los cristales y envasado. Toda sal o compuesto químico disuelto en algún solvente en fase liquida puede ser precipitada por cristalización bajo ciertas condiciones de concentración y temperatura que el ingeniero químico debe establecer dependiendo de las características y propiedades de la solución, principalmente la solubilidad o concentración de saturación, la viscosidad de la solución, etc. Para poder ser transferido a la fase sólida, es decir, cristalizar, un soluto cualquiera debe eliminar su calor latente o entalpía de fusión, por lo que el estado cristalino además de ser el más puro, es el de menor nivel energético de los tres estados físicos de la materia, en el que las moléculas permanecen inmóviles unas respecto a otras, formando estructuras en el espacio, con la misma geometría, sin importar la dimensión del cristal. La cristalización se puede analizar desde los puntos de vista de pureza, rendimiento, consumo de energía, o velocidades de formación y crecimiento. La cristalización a partir de una solución es un ejemplo de la creación de una nueva fase dentro de una mezcla homogénea. El proceso tuene lugar en dos etapas. La primera de ellas consiste en la formación del cristal y recibe el nombre de nucleación. La segunda corresponde al crecimiento del cristal. El potencial impulsor de ambas etapas es la sobresaturación, de forma que ni la nucleación un el crecimiento tendrán lugar en un solución saturada o insaturada. Para generar la sobresaturación se pueden utilizar tres métodos distintos. Si la solubilidad del soluto aumenta fuertemente con la temperatura, como ocurre frecuentemente con muchas sales inorgánicas y sustancias orgánicas, una solución saturada se transforma en sobresaturada y simplemente disminuyendo la 18


temperatura por enfriamiento. Si la solubilidad es relativamente independiente de la temperatura como en el caso de sal común, la sobresaturación se puede dar evaporando una parte del disolvente. Si tanto el enfriamiento como la evaporación no resultan adecuados, como en el caso de solubilidad elevada, la sobresaturación se puede generar añadiendo un tercer componente. El tercer componente puede actuar físicamente dando lugar a una mezcla con el disolvente original en la que la solubilidad del soluto disminuye bruscamente. También, si se desea una precipitación prácticamente completa, se puede crear químicamente un nuevo soluto añadiendo un tercer componente que reaccione con el soluto original para formar una sustancia insoluble. Este proceso recibe el nombre de precipitación, los métodos utilizados en análisis cuantitativo constituyen ejemplos típicos de precipitación. Mediante la adición de un tercer componente es posible crear rápidamente sobresaturaciones muy grandes.

12.- Realice una investigación amplia y profunda sobre Morfología de los cristales Morfología de los Cristales Es la parte que se encarga del estudio de la forma de los cuerpos cristalinos. Los elementos del cristal son: 

Geométricos o elementos reales: aristas, vértices y caras.



Ideales: elementos de simetría y cristalografía.

Elementos reales. -Caras: son planos considerados como el lugar geométrico de las partículas donde la estructura interna cristalizada y la estructura del medio están en equilibrio. Son por tanto, planos reticulares. -Aristas: son rectas terminales del cristal, producidas por intersección de dos caras. Son por tanto, filas de nudos.

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-Vértices: son puntos donde concurren más de dos caras, son nudos de las redes cristalinas. Estos elementos están ligados por el teorema de Euler: Nº caras + Nº vértices = Nº de aristas +2

GONIOMETRÍA. LEY DE STENO. El estudio de la simetría y medida de los ángulos que forman entre sí las caras de un cristal, determina el tipo de mineral o sustancia química a que dicho mineral pertenece. A mediados de los años 60 Steno establece que los ángulos de caras equivalentes de la misma sustancia son constantes ( deducido de la observación, midiendo los ángulos entre dos caras consecutivas) Un siglo más tarde fue comprobado en muchos casos. La ley de Steno o ley de constancia de ángulos nos dice que en los cristales de igual especie cristalina, el tamaño, la forma de las caras y la distancia que las separa puede ser distinta pero los ángulos diedros que forman caras homologas son iguales. A igual distancia le corresponde igual morfología. Se traduce de la constancia de los ángulos en las caras homologas. La medida de estos ánulos se realiza con goniómetros ( fotocopia 12), pueden ser más sencillos con un semicírculo graduado y una regla que coincida con el centro llamado goniómetro de contacto sencillo. O algunos más complicados como: goniómetro de reflexión de limbo vertical, de limbo horizontal... Con este aparato vamos a medir los ángulos complementarios que es igual que los ángulos que forman las perpendiculares de las caras y recibe el nombre de ángulo polar. El goniómetro de contacto, se utiliza para medir ángulos entre caras de cristales de tamaño normal, la medida obtenida no es muy precisa. Para obtener mayor precisión usamos otros goniómetros, los de reflexión que son: limbo vertical, limbo horizontal, teodolimbo. 20


Sostenemos el cristal en una cabeza e incidimos sobre él, un haz luminoso sobre una de las caras cuyo ángulo queremos medir, lo observamos mediante el anteojo. A continuación giramos el limbo y lo colocamos en posición de la otra cara hasta que se produzca la reflexión y así repetidamente obtendremos el ángulo medido, la diferencia entre las medidas nos va a dar el ángulo polar.

ELEMENTOS IDEALES. Sirven para fijar la posición de los elementos en el espacio. - Ejes cristalográficos: son tres ejes coordenados que sirven para fijar los elementos en el espacio. Se toman paralelas a la arista de la celda elemental. Son rectas que se cortan en un punto que pasa por el centro del cristal y son: 

transversal (y) y su traslación fundamental es B



vertical (z) y su traslación fundamental es C



frontal (x) y su traslación fundamental es A

- Centro de ejes: coincide siempre con el centro geométrico del cristal. - Planos de simetría: se forman por dos de los ejes y son: 

plano frontal ( y, z)



plano hexagital ( x, z)



plano vertical ( x, y)

ELEMENTOS DE SIMETRÍA. - Ángulos axiales: formados por los ejes de dos en dos. 

ð (y, z)



ð (x, z)



γ ( x, y)

- Constante cristalográfica: conjunto de los tres ángulos axiales y los tres parámetros unidad. Son constantes y característicos para cada especie mineral 21


- Cruz axial: representación gráfica de los parámetros axiales o constantes cristalográficas.

ORIENTACIÓN Y PARÁMETROS DE LAS CARAS DE UN CRISTAL. Un cristal podemos definirlo en función de las caras que lo forman y estas podemos fijarlas con respecto a los tres ejes cristalográficos. Una cara es un plano retícular y esta queda definida por tres puntos. Todos los planos o caras paralelas a ella, una vez tenemos uno los demás ya quedan definidos. Los valores a los que corta una cara a los ejes, se llaman “parámetros de la cara”: A, B y C. De igual manera a la celda unidad, aquí encontramos “cara unidad” que

corta a los ejes en valores mínimos. Notación paramétrica: La expresión de los tres parámetros del plano escrito por

orden: antero posterior, trasverso y vertical, se encuentran entre paréntesis y con comas. ( OX, OY, OZ ): ( 4 a, 2b, 4c ) Las caras respecto a los ejes cristalográficos pueden tener 3 posiciones: 

PIRAMIDAL, CORTAN LOS TRES EJES.



PRISMÁTICA, CORTAN DOS EJES Y ES PARALELO AL TERCERO.

TOMAN EL NOMBRE DEL EJE QUE NO CORTAN. 

PINACOIDAL, CORTAN A UN EJE Y ES PARALELO A LOS OTROS DOS. TOMAN EL NOMBRE DEL EJE QUE CORTAN.

LEY DE HAÜY Es una ley empírica, realiza un gran número de medidas sobre especies cristalinas. Lo hizo en el siglo XVIII y años más tarde fue verificada. Y dice: “La

relación entre los parámetros de cualquier cara y la cara unidad es racional y generalmente sencilla.”

Esta ley se llama también como: principio de racionalización de parámetros. 22


13.- Realice una investigación amplia y profunda sobre Isométricas y No Isométricas ( con graficas )

23


24


25


14.- ¿A que se denomina orden interno en los cristales? La estructura cristalina de un mineral puede considerarse como la repetición de un motivo o grupo de átomos periódicamente en el espacio El motivo o grupo de átomos, también llamado “moléculas integrales” por el

cristalografo Rene Hauy, tiene una cierta simetría que puede reflejarse en la forma externa del cristal hoy en día, el termino de moléculas integrales corresponde al de “Celda unitaria”

La celda unidad es la mínima parte de una estructura que se puede repetir indefinidamente e las tres dimensiones, para generar todo el sistema. La repetición ocurre de la forma que se va llenando el espacio tridimensional por translación y repetición de la celda, de modo que, los alrededores de cada motivo sean idénticos.

26


En de dos dimensiones, una distribución ordenada puede ser: O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O. .O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.

En tres dimensiones, o sea en los cristales, la repetición puede ser átomos, moléculas, catión, grupos aniónicos o combinaciones entre estos. El grupo carbonato define una forma de triángulo equilátero, con el carbono en el centro y los oxígenos en los vértices del mismo. El ion calcio une a estos grupos carbonato dando un contorno a la celda unitaria de forma romboédrica. Debido a la construcción de cristales, por la relación que tienen las diferentes caras entre si, y en ocasiones, su repetición, se puede hablar de concepto de simetría

VIII.

Conclusiones: o

La cristalización es el método más útil para purificar las sustancias sólidas.

o

Comprender la relación entre la velocidad de formación y tamaño de los cristales de una roca.

o

Ver de manera mas amplia como es que se da la formación de cristales a partir de una solución de sulfato de cobre pentahidratado con agua destilada

o

El cloruro de sodio activado tiene como finalidad eliminar las impurezas, pero este agregado debe ser una mínima cantidad.

o

Comprender la relación entre la velocidad de formación y el tamaño de los cristales de una roca.

o

Observar la formación de cristales a partir de una disolución. 27

FORMACION DE CRISTALES

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