Cristal
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En la química , mineralogía, y la ciencia de materiales , un cristal es un sólido en el que los constituyentes átomos , moléculas o iones se embalan en una ordenada regularidad, repetición del modelo que se extiende en las tres dimensiones espaciales.
La palabra cristal origina de la palabra griega κρύσταλλος (krystallos) significa clara de hielo , ya que se pensaba que era una forma especialmente sólida de agua . La palabra una vez se refirió en particular a cuarzo , o "cristal de roca".
La mayoría de los metales encontrados en la vida cotidiana son policristales. Los cristales son a menudo simétricamente para formar entrecrecidos gemelos de cristal.
Estructura cristalina
Que la estructura cristalina fluido formará depende de la química del fluido, las condiciones en las que se está solidificado, y también en la presión ambiente. El proceso de formación de una estructura cristalina se conoce como frecuencia cristalización.
Mientras que el proceso de enfriamiento por lo general resulta en el generación de un material cristalino, bajo ciertas condiciones, la fluido puede congelarse en un estado no cristalino. En la mayoría de los casos, se trata de enfriar el fluido tan rápidamente que los átomos no pueden viajar a su sitios de celosía antes de que pierdan la movilidad. Un material no cristalino, que no tiene orden de largo alcance, se denomina amorfo, vítreo, o vítreo material. También se refiere a menudo como una sólido amorfo de color, aunque hay claras diferencias entre los sólidos y los vasos: En particular, el proceso de formación de un vaso no libera la calor latente de fusión. Por esta razón termodinámica, muchos científicos consideran materiales vítreos ser viscosos líquidos en lugar de sólidos , aunque esta es una tema controvertido; consulte la entrada de vidrio para más detalles.
Las estructuras cristalinas se producen en todas las clases de materiales, con todo tipo de enlaces químicos . Casi todos existe el metal en un estado policristalino; metales amorfos o de un solo cristal deben ser producidos sintéticamente, a menudo con gran dificultad. Iónicamente cristales unidos pueden formar tras la solidificación de sales, ya sea desde una líquido fundido o cuando se condensa a partir de una solución. Cristales unidos covalentemente son también muy comunes, siendo ejemplos notables de diamante , sílice , y grafito. Materiales polímeros generalmente se forman regiones cristalinas, pero el longitudes de las moléculas por lo general evita la cristalización completa. La debilidad de las fuerzas de Van der Waals también pueden desempeñar un papel en un cristal estructura; Por ejemplo, este tipo de unión libremente mantiene unidos a los hexagonales hojas en -patterned grafito.
La mayoría de los materiales cristalinos tienen una variedad de defectos cristalográficos. Los tipos y estructuras de estos defectos pueden tener un profundo efecto en las propiedades de los materiales.
Otros significados y características
Desde el descubrimiento inicial, hecho en 1982 por Dan Shechtman, la aceptación del concepto y la palabra quasicrystal han llevado a la Unión Internacional de Cristalografía de redefinir el cristal término para significar "cualquier sólido que tiene un diagrama de difracción esencialmente discreto ', desplazando con ello el atributo esencial de la cristalinidad del espacio posición para el espacio de Fourier. Dentro de la familia de los cristales se distingue entre cristales tradicionales, que son periódicas en la escala atómica y cristales aperiódicos que no son. Esta definición más amplia adoptada en 1996 refleja el conocimiento actual que la periodicidad microscópica es una condición suficiente, pero no es una condición necesaria para la cristalinidad.
Mientras que el término "cristal" tiene un significado preciso dentro de la ciencia de materiales y la física de estado sólido, coloquialmente "cristal" se refiere a los objetos sólidos que muestran bien definidas y formas geométricas a menudo agradables. En este sentido de la palabra, muchos tipos de cristales se encuentran en la naturaleza. La forma de estos cristales depende de los tipos de enlaces moleculares entre los átomos para determinar la estructura, así como en las condiciones en que se formaron. copos de nieve , diamantes , y comunes sal son ejemplos comunes de cristales.
Algunos materiales cristalinos pueden exhibir propiedades eléctricas especiales, tales como la efecto ferroeléctrico o de la efecto piezoeléctrico. Además, la luz que pasa a través de un cristal es a menudo refractada o doblado en diferentes direcciones, produciendo una gama de colores ; Óptica de Cristal es el estudio de estos efectos. En periódica estructuras dieléctricas una gama de propiedades ópticas únicas se pueden esperar como aserrado en cristales fotónicos.
La cristalografía es el estudio científico de los cristales y la formación de cristales.
Rocas cristalinas
Inorgánica importa , si es libre para tomar esa estado físico en el que es más estable, siempre tiende a cristalizar. Cristalina roca masas tienen consolidado desde acuosa solución o fundido de magma . La gran mayoría de las rocas ígneas pertenecen a este grupo y el grado de cristalización depende principalmente de las condiciones en las que se solidificó. Tales rocas como el granito , que se han enfriado muy lentamente y bajo grandes presiones, han cristalizado completamente, pero muchos lavas fueron derramado en la superficie y se enfría muy rápidamente; en este último grupo una pequeña cantidad de amorfo o cristalino asunto es frecuente. Otras rocas cristalinas, la evaporitas como sal de roca, yeso y algunos calizas se han depositado a partir de una solución acuosa, en su mayoría debido a evaporación en áridas climas . Otro grupo, las rocas metamórficas que incluye el mármoles, mica-esquistos y cuarcitas; se recristalizan, es decir, que estaban en primera rocas fragmentadas, como piedra caliza, esquisto y arenisca y nunca han estado en una estado fundido ni totalmente en solución. Las condiciones de alta temperatura y presión metamorfismo haber actuado sobre ellos borrando sus estructuras originales, y la inducción de la recristalización en el estado sólido.
