Gemoterapia- Cristaloterapia- Cristales- Minerales- Piedras

1 Introducción

Un Cristal, es una porción homogénea de materia con una estructura atómica ordenada y definida y con forma externa limitada por superficies planas y uniformes simétricamente dispuestas. Los cristales se producen cuando un líquido forma lentamente un sólido; esta formación puede resultar de la congelación de un líquido, el depósito de materia disuelta o la condensación directa de un gas en un sólido. Los ángulos entre las caras correspondientes de dos cristales de la misma sustancia son siempre idénticos, con independencia del tamaño o de la diferencia de forma superficial.

La mayor parte de la materia sólida muestra una disposición ordenada de átomos y tiene estructura cristalina. Los sólidos sin estructura cristalina, como el vidrio, se denominan amorfos. Debido a su estructura, son más parecidos a un líquido que a un sólido. Se conocen como líquidos superenfriados.

2 Condiciones de formación

En el interior del manto terrestre, a gran profundidad, las condiciones de presión y temperatura son tales que las rocas están fundidas formando un material fluido que denominamos magma. El magma puede enfriarse al acercarse a la superficie y solidificarse constituyendo rocas de tipo ígneo (véase Rocas ígneas). Si el enfriamiento es muy rápido, como sucede en el caso de la lava que sale al exterior en los procesos volcánicos, no da tiempo, en el proceso de solidificación, a que los átomos de los minerales se organicen formando cristales; pero si el enfriamiento es más lento y tiene lugar en el interior de la corteza, los átomos tienen tiempo para constituir estructuras ordenadas que es lo que denominamos cristales. Esto sucede, por ejemplo, en el caso del granito, formado por enfriamiento lento de ciertos tipos de magma que dan como resultado una roca en la que podemos ver los diferentes minerales componentes individualizados y cristalizados.

Los mismos líquidos, que se solidifican lentamente en las profundidades de la Tierra para formar granito, son expulsados a veces en forma de lava a la superficie donde se enfrían muy rápido formando una roca vítrea llamada obsidiana. Si el enfriamiento es algo más lento, se forma una roca llamada felsita; su estructura es cristalina, pero con cristales demasiado pequeños para ser vistos sin microscopio. Una estructura así se llama criptocristalina o afanítica. Un enfriamiento aún más lento produce una roca de estructura porfídica, en la que algunos cristales son suficientemente grandes para ser visibles; esta roca, que puede tener la misma composición que la obsidiana, la felsita o el granito, se llama riolita.

El granito, la riolita y la felsita no son homogéneos y por tanto no pueden ser un único cristal; son, sin embargo, rocas cristalinas. Cada uno de los constituyentes minerales de estas rocas está presente en forma de cristales que, aun siendo pequeños, son homogéneos. Las sustancias que se solidificaron primero durante el enfriamiento de la roca fundida muestran la disposición usual de las caras de sus cristales. Las que se solidificaron después, por tener una menor temperatura de congelación, se vieron obligadas a ocupar los intersticios libres y, por tanto, su aspecto externo está deformado.

La tendencia que provoca la formación de cristales homogéneos a partir de mezclas líquidas, se puede aprovechar para purificar muchas sustancias cristalinas. Los químicos usan este método con frecuencia. En particular, los compuestos orgánicos, se purifican casi siempre por recristalización.

En algunos grupos minerales, ciertos iones de un elemento pueden sustituirse por iones de otro, dejando la misma estructura cristalina pero formando algo que se puede considerar como una serie de disoluciones sólidas. Estos grupos, en los que hay un rango de composiciones químicas entre extremos puros de distinto material, se llaman isomorfos. Un ejemplo es la variedad de feldespato llamada plagioclasa, que contiene una serie completa, con composiciones que varían desde el aluminosilicato de sodio puro (albita) hasta el aluminosilicato de calcio puro (anortita). Otros grupos minerales que forman series isomorfas incluyen el apatito, la baritina, la calcita y la espinela.

El crecimiento cristalino se inicia cuando un cristal diminuto que se haya formado extrae de su entorno más material de su misma constitución. A veces, en ausencia de este primer cristal, o semilla, la cristalización no se produce, y la solución queda supersaturada, del mismo modo en que un líquido bajo su punto de solidificación está superenfriado. Cuando se produce una sustancia orgánica nueva, suele ser difícil formar el primer cristal salvo que se encuentre una sustancia isomórfica. La tendencia a la cristalización disminuye con la viscosidad creciente del líquido; si una disolución queda muy supersaturada o superenfriada se hace muy viscosa, y la cristalización deviene casi imposible. Un enfriado o una evaporación adicional del solvente produce primero un jarabe y luego un vidrio.

Algunas sustancias tienen una fuerte tendencia a formar semillas cristalinas. Si una disolución de estas sustancias es enfriada lentamente, unas pocas semillas crecen en grandes cristales; pero si se enfría rápidamente, se forman numerosas semillas y crecen sólo cristales pequeños. La sal de mesa, purificada industrialmente por recristalización, está compuesta por muchos cristales cúbicos perfectos apenas visibles; la sal de roca, formada por lentos procesos geológicos, contiene cristales enormes con la misma forma cristalina cúbica.

3 Cristalografía

El estudio del crecimiento, la forma y la geometría de los cristales se llama cristalografía. Cuando las condiciones son favorables, cada elemento o compuesto químico tiende a cristalizarse en una forma definida y característica. Así, la sal tiende a formar cristales cúbicos; pero el granate, que ocasionalmente forma también cubos, se encuentra con más frecuencia en dodecaedros (sólidos con 12 caras) o triaquisoctaedros (sólidos con 24 caras). A pesar de sus hábitos diferentes (formas de cristalización), la sal y el granate cristalizan siempre en la misma clase y sistema. En teoría son posibles treinta y dos clases cristalinas; pero sólo una docena de clases incluye a casi todos los minerales comunes, y algunas clases nunca se han observado. Las treinta y dos clases se agrupan en seis sistemas cristalinos, caracterizados por la longitud y posición de sus ejes (líneas imaginarias que pasan por el centro del cristal e intersectan las caras definiendo relaciones de simetría en el cristal). Los minerales de cada sistema comparten algunas características de simetría y forma cristalina, así como muchas propiedades ópticas importantes.

Los seis sistemas cristalinos tienen mucha importancia para los mineralogistas y los gemólogos; la especificación del sistema es necesaria en la descripción de cualquier mineral (véase Mineralogía).

3.1 Cúbico

Este sistema incluye los cristales con tres ejes perpendiculares unos con otros, y con la misma longitud.

3.2 Tetragonal

Este sistema incluye los cristales con tres ejes perpendiculares unos con otros, dos de los cuales tiene el mismo tamaño.

3.3 Ortorrómbico

Este sistema incluye los cristales con tres ejes perpendiculares unos con otros, todos de distinto tamaño.

3.4 Monoclínico

Este sistema incluye los cristales con tres ejes de distinta longitud, dos de los cuales son oblicuos (es decir, no perpendiculares) entre sí, pero perpendiculares al tercero.

3.5 Triclínico

Este sistema incluye los cristales con tres ejes de distinto tamaño y oblicuos los unos con los otros.

3.6 Hexagonal

Este sistema incluye los cristales con cuatro ejes. Tres de estos ejes se encuentran en un mismo plano, distribuidos simétricamente y con el mismo tamaño. El cuarto eje es perpendicular a los otros tres. Algunos cristalógrafos dividen el sistema hexagonal en dos, creando un séptimo sistema llamado trigonal o romboedral.

Algunos elementos o compuestos pueden cristalizar en dos sistemas diferentes, originando sustancias que, aunque idénticas en composición química, son diferentes en casi todas las demás propiedades físicas. Por ejemplo, el carbono cristaliza en el sistema cúbico formando diamante y en el sistema hexagonal formando grafito. Aunque el diamante pertenece al mismo sistema que la sal y el granate, está en una clase distinta: cristaliza en tetraedros (sólidos con cuatro caras) o en octaedros (sólidos con ocho caras); esto último es posible en la clase del granate y la sal, pero no lo primero.

4 Otras propiedades cristalinas

El hábito de cualquier mineral incluye muchas otras propiedades basadas en la estructura cristalina. Por ejemplo, la argentita, una mena común de plata, cristaliza en la misma clase que el granate y la sal, pero suele encontrarse en masas criptocristalinas irregulares. La fluorita, otro mineral común, también cristaliza en la misma clase y forma normalmente cubos; cuando se fractura, tiende a dividirse en fragmentos octaédricos perfectos. La sal se rompe en fragmentos cúbicos, y el granate no tiene planos de exfoliación bien definidos. Algunas sustancias tienden a formar múltiples cristales que crecen los unos sobre los otros.

Algunos cristales, cuando se comprimen, producen cargas eléctricas en sus extremos; otros producen cargas similares cuando se calientan. Estas propiedades, llamadas piezoelectricidad y piroelectricidad respectivamente, son mostradas de modo notable por el cuarzo. Por esta razón, los cristales de cuarzo se usan en sonares y en muchos tipos de aparatos de radio. En un transistor, se utilizan propiedades especiales de los cristales de germanio y silicio para amplificar una corriente eléctrica. Otro dispositivo electrónico, la célula solar, utiliza un cristal de sulfuro de silicio o cadmio para convertir la luz del Sol en energía eléctrica (véase Batería).

Se ha trabajado mucho en los últimos años en la producción de monocristales de sustancias que son normalmente criptocristalinas. Por ejemplo, se pueden hacer crecer grandes monocristales de metales con diversos métodos. El más sencillo, consiste en fundir el metal en una vasija cónica, con el vértice hacia abajo, y hacerla descender lentamente desde el horno. Si se dan las condiciones adecuadas, se forma una única semilla en la punta del cono y crece hasta llenar la vasija. Estos monocristales suelen diferir notablemente de los metales en su forma usual. Los cristales puros, especialmente diseñados, se producen en la actualidad con técnicas avanzadas, como la epitaxia de haz molecular, para su uso en semiconductores, circuitos integrados y otros sistemas importantes de tecnología moderna.

Cuando los rayos X atraviesan los átomos de un cristal dispuestos de forma simétrica, éstos se comportan como una red de difracción, desviando los rayos en figuras regulares. Fotografías de estas figuras dan a los científicos una base para deducir muchos datos relativos a la naturaleza del cristal. La disposición real de los átomos en los cristales puede observarse en imágenes producidas por microscopios electrónicos de transmisión (léase Microscopio) y dispositivos de emisión de campo iónico.

Un regla básica de la cristalografía ha sido durante mucho tiempo que ninguna estructura cristalina podía tener simetría pentagonal o de orden cinco. Se pensaba que dicha simetría no podía mostrar la periodicidad traslacional requerida en los cristales. Sin embargo, en 1984, un grupo de científicos descubrió una aleación de aluminio y magnesio que parecía violar la regla. Su figura de difracción indicaba que tenía la simetría de un icosaedro (sólido con 20 caras) con 10 ejes con simetría rotacional de tercer orden y 6 con simetría rotacional de quinto orden. Este descubrimiento abre la posibilidad de que exista toda una nueva fase de materia sólida organizada, distinta de los cristales y los vidrios.

Un mineral es un sólido inorgánico natural que posee una estructura interna ordenada y una composición química definida. Existen en la tierra alrededor de 4000 minerales cada uno de los cuales está definido por su composición química y su estructura interna.

Un mineral está compuesto por átomos químicamente unidos en una disposición ordenada formando una estructura cristalina concreta. La disposición ordenada se observa en objetos de formas regulares llamados cristales. La estructura cristalina esta dada por la carga de los iones y por su tamaño.

Dureza: Es una propiedad que mide la facilidad con que se puede rayar la superficie de un mineral. El diamante es el mineral más duro conocido, éste puede rayar el vidrio y cuarzo. En 1822 Friedrich Mohs inventó la escala de durezas, basada en la habilidad de un mineral para rayar otro. El menos duro es el talco y el más duro el diamante.

Talco	1
Yeso	2
Calcita	3
Fluorita	4
Apatito	5
Ortoclasa	6
Cuarzo	7
Topacio	8
Corindón	9
Diamante	10

Generalmente los enlaces covalentes formarán minerales más duros que los enlaces iónicos. La dureza de un mineral depende principalmente del tipo de enlace que exista entre sus átomos. La estructura cristalina que posea el mineral también hace variar la dureza, esta estructura dependerá principalmente de tres factores:
1) El tamaño de los átomos: Una menor distancia entre los átomos hace mayor la atracción electrónica entre ellos.

2) La Carga: La diferencia de carga entre los iones determinará la atracción entre éstos.

3) El arreglo atómico: Cuanto más cerrado sea el empaquetamiento entre los átomos e iones más duro será el mineral.
Un mineral está compuesto por átomos químicamente unidos en una disposición ordenada formando una estructura cristalina concreta.

Es la tendencia de un mineral a romperse a lo largo de una superficie plana. El término es usado para describir el arreglo geométrico producido por su rompimiento. El clivaje varía inversamente a la fuerza del enlace. Si los enlaces son fuertes el clivaje será malo y si el enlace es débil el clivaje será bueno. Generalmente en los enlaces iónicos el clivaje es mejor que en los enlaces covalentes. El número de planos y patrones del clivaje es identificado en muchas rocas formadoras de minerales. La muscovita tiene un solo plano del clivaje pero la calcita y la dolomita tiene tres direcciones de clivaje. La estructura cristalina determina los planos del clivaje y las caras del cristal. En cristales con poco clivaje es posible que dicho clivaje corresponda a las caras del cristal. Las caras están formadas a lo largo de numerosos planos definidos por columnas de átomos e iones. El clivaje ocurre a lo largo de esos planos.

8 Peso específico

Cada mineral tiene un peso definido por centímetro cubico; este peso característico se describe generalmente comparándolo con el peso de un volumen igual en agua; el número resultante es lo que se llama peso específico del mineral. El peso específico de un mineral aumenta con el número atómico de la masa de los elementos que lo constituyen y con la aproximidad o compactamiento con que estén arreglados en la estructura cristalina.

9 Color

Aunque el color no es una propiedad segura para la identificación de la mayoría de los minerales, se le usa en ciertas distinciones de carácter general. Por ejemplo los minerales ferruginosos, por lo común son de color oscuro que puede ser gris oscuro, verde oscuro y negro. Los minerales que contienen aluminio son de color claro, que puede incluir el púrpura, rojo profundo, amarillo y algunos tonos café.

10 Brillo

Se refiere al aspecto de la luz reflejada por un mineral. Minerales con aspecto de metal se dice que tienen brillo metálico independiente del color que posean. Los parcialmente metálicos son submetálicos. Los minerales de brillo no-metálico pueden ser de brillo vítreo, perlado, sedoso, resinoso o terroso.

11 Raya

La raya de un mineral es el color que éste presenta cuando se pulveriza finamente. La raspadura puede ser muy diferente del color del ejemplar de mano. Por ejemplo la hematita puede ser de color café, verde o negro, pero la raspadura siempre tiene un color café rojizo.

12 Fractura

Cuando los minerales no poseen clivaje entonces poseen fractura. La mayoría se rompen en superficies irregulares, pero también pueden romperse en curvas lisas (fractura concoide) o en astillas.