Cristalografia 1bachillerato

2. ROCAS, MINERALES Y CRISTALES

3. Un mineral es un cuerpo sólido, natural, inorgánico, homogéneo en
sus propiedades físico-químicas, de composición química fija (o
variable dentro de límites estrechos) y formados por materia
cristalina (con un ordenamiento atómico tridimensional), que se ha
originado como resultado de procesos geológicos.
LOS MINERALES

4. MATERIA CRISTALINA Y MATERIA AMORFA
Materia cristalina Materia amorfa
Ópalo
Cuarzo
Minerales Mineraloides

5. Sólido cristalino (cristal) Sólido amorfo
- Se definen como sólidos cuyos
componentes se disponen de forma
ordenada y se repiten periódicamente en
las tres dimensiones del espacio.
- De este ordenamiento interior derivan las
propiedades físicas y el aspecto externo
(caras, aristas y vértices) característicos
de los cristales, siempre que dicho
ordenamiento no sea interrumpido
bruscamente en el ambiente en que está
creciendo el cristal.
- Un ejemplo de cristal es el mineral halita.
- Sus componentes no se encuentran
ordenados y no se repiten a distancias
fijas en las tres direcciones del espacio.
- Su estructura interna recuerda a la de un
líquido, por el desorden que presentan sus
partículas constituyentes; sin embargo, a
diferencia de estos, las de los sólidos
amorfos ocupan posiciones fijas. En
cualquier caso, son poco frecuentes en la
naturaleza.
- Un ejemplo de sólido amorfo es el ópalo.
MATERIA CRISTALINA Y MATERIA AMORFA

6. EL CUARZO ES UN MINERAL (→ MATERIA CRISTALINA)

7. EL ÓPALO ES UN MINERALOIDE (→ MATERIA AMORFA)

8. La propiedad característica de la materia cristalina es ser periódica:
en cualquier dirección hay una traslación que repite los motivos
estructurales.
Las traslaciones fundamentales definen la celdilla unidad.
LA MATERIA CRISTALINA ES PERIÓDICA

9. ESTRUCTURA CRISTALINA DEL CUARZO (MATERIAL INORGÁNICO)

10. ESTRUCTURA CRISTALINA DE LA CINNAMIDA (UNA PROTEÍNA)

11. Un cristal es un sólido que en su forma
externa se ven:
 Caras: son superficies planas, lisas y en general
brillantes, que limitan el cristal.
 Aristas: se determinan por la intersección de dos caras
adyacentes.
 Vértices: se determinan por la interacción de tres o más
caras.
LOS CRISTALES

12. EJEMPLOS DE MINERALES (CRISTALES)
Aragonito
Cuarzo hialino
Yeso fibroso (grunerita)
Turmalina
Augita

13. Mesolita
Cuarzo
Drusa de cuarzo
Magnetita
Berilo
EJEMPLOS DE MINERALES (CRISTALES)

14. ESPATO DE ISLANDIA

15. PIRITA

16. PIRITA

17. Ópalo
Limonita
Carbón
Ámbar
EJEMPLOS DE MINERALOIDES

18. Fila reticular Plano reticular
Nudo
Espacio reticular
Espacio reticular Formación del cristal por apilamiento, en las tres
direcciones del espacio, de celdillas elementales
ELEMENTOS DE LA RED CRISTALINA

19. PROPIEDADES DE LA MATERIA CRISTALINA
- Periodicidad
- Homogeneidad
- Anisotropía
- Simetría
Celda
unidad
Traslación
eje y
Translación eje x Translación eje z
Átomos iguales y equivalentes
(nudos) tienen entornos iguales

20. Los ángulos diedros formados por las caras homólogas de
ejemplares distintos de una especie mineral son iguales.
LEY DE LA CONSTANCIA DE LOS ÁNGULOS DIEDROS
(STENON, 1669)

21. LEY DE LA CONSTANCIA DE LOS ÁNGULOS DIEDROS

22. OPERACIONES DE SIMETRÍA
Traslación
Reflexión
Inversión
Rotación
Tipos de ejes de rotación:
Monario (1)
Binario (2)
Ternario (3)
Cuaternario (4)
Senario (6).

23. OPERACIONES DE SIMETRÍA

24. SIMETRÍA DEL SISTEMA CÚBICO (MÁXIMA SIMETRÍA POSIBLE)
Distribución de los ejes y planos de simetría
Centro de simetría
Ejes de rotación

25. OBTENCIÓN DE MALLAS RETICULARES UNIDIMENSIONALES
Motivo que se repite Vector de traslación
Fila reticular
Si sólo hay una dimensión, el vector de traslación sólo puede originar
una sola red cristalina unidimensional posible…

26. TRASLACIÓN La traslación en dos direcciones origina,
según sean el ángulo α y el vector de
traslación, un plano reticular, con 5
posibles mallas planas.
Plano reticular
OBTENCIÓN DE MALLAS RETICULARES PLANAS (2 DIMENSIONES)
Según el ángulo α, la
traslación produce
diferentes planos
reticulares…
α

27. Malla cuadrada
POSIBLES MALLAS BIDIMENSIONALES (en un plano)
Malla oblicua
Malla rectangular
Malla rómbica
Malla hexagonal

28. Rómbica
POSIBLES MALLAS BIDIMENSIONALES (en un plano)

29. POSIBLES MALLAS BIDIMENSIONALES (en un plano)

30. Retículo espacial
La traslación en las tres
direcciones del espacio
origina una red reticular
espacial (tridimensional),
con 7 posibilidades de
redes espaciales simples.
MALLAS TRIDIMENSIONALES

31. Celda unitaria
Es la unidad estructural de un sólido cristalino,
el motivo que se repite en el espacio.
ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS CRISTALINOS (CRISTALES)
Celda
unidad
Es la mínima unidad que da toda la información acerca
de la estructura de un cristal.

32. SISTEMA CRISTALINO VECTORES ÁNGULOS ENTRE EJES
Cúbico a = b = c α = β = γ = 90º
Tetragonal a = b ≠ c α = β = γ = 90º
Ortorrómbico a ≠ b ≠ c ≠ a α = β = γ = 90º
Hexagonal a = b ≠ c α = β = 90º; γ = 120º
Trigonal (o Romboédrica) a = b = c α = β = γ ≠ 90º
Monoclínico a ≠ b ≠ c ≠ a α = γ = 90º; β ≠ 90º
Triclínico a ≠ b ≠ c ≠ a
α ≠ β ≠ γ
(Todos distintos de 90º)
TIPOS DE CELDAS UNITARIAS. SISTEMAS CRISTALINOS
Parámetros de la celdilla unidad
α , β, γ
a, b y c

33. SISTEMAS CRISTALINOS

34. SISTEMAS CRISTALINOS

35. Pirita
SISTEMAS CRISTALINOS

36. SISTEMAS CRISTALINOS
Ideocrasa

37. SISTEMAS CRISTALINOS
Berilo

38. SISTEMAS CRISTALINOS
Baritina

39. SISTEMAS CRISTALINOS
Yeso

40. SISTEMAS CRISTALINOS
Axinita

41. SISTEMAS CRISTALINOS

42. SISTEMAS CRISTALINOS

43. SISTEMAS CRISTALINOS Y REDES ESPACIALES QUE ORIGINAN

44. Cúbica simple Cúbica centrada en el cuerpo Cúbica centrada en las caras
Tetragonal
simple
Tetragonal centrado
en el cuerpo
PUEDE HABER NUDOS EN LAS CARAS E INTERIOR DEL CRISTAL

45. LAS 14 REDES DE BRAVAIS (POSIBLES RETÍCULOS ESPACIALES)

46. LAS 14 REDES DE BRAVAIS (POSIBLES RETÍCULOS ESPACIALES)

47. LAS 14 REDES DE BRAVAIS (POSIBLES RETÍCULOS ESPACIALES)

48. EJEMPLOS DE REDES CRISTALINAS ESPACIALES
Cúbica simple Cúbica centrada
en el cuerpo
Cúbica centrada
en las caras

50. Es el conjunto de procesos que conducen a la formación de la
materia cristalina (cristales minerales).
POTENCIAL QUÍMICO: es una medida de la energía por mol de una
(P.Q.) sustancia en un sistema dado.
Si un sistema de fases no está en equilibrio, los componentes
tenderán a pasar de una fase a otra hasta que se alcance un
potencial químico constante para cada sustancia en cada fase.
Cambio de fase
Fase 1
Fase 2
CRISTALOGÉNESIS

51. - Un componente emigra de una fase de mayor PQ a otra de
menor PQ.
- Al disminuir la T, se favorece la formación de una nueva
fase con menor PQ, lo que hará comenzar la precipitación.
- El PQ es mayor en los granos de tamaño pequeño (que son
más inestables y solubles).
- En los gases, el PQ aumenta cuando crece su presión
parcial, lo cual origina el crecimiento del cristal.
Incidencia del potencial químico en los cambios de fase
EL POTENCIAL QUÍMICO

52. Es la ordenación espacial de los motivos estructurales de un
mineral que pasa de una fase fluida a una sólida al variar las
condiciones de P y T.
NUCLEACIÓN: es la formación de un núcleo cristalino, y ocurre
cuando un agregado inestable alcanza un tamaño crítico ≤ 0,1 μ.
Numerus nucleus = nº núcleos / s / cm3
Tipos
HOMOGÉNEA: se realiza en el seno de la fase (el núcleo
cristalino es de la misma sustancia que cristaliza)
HETEROGÉNEA: se realiza sobre una impureza de una
sustancia distinta centro de la nucleación.
LA CRISTALIZACIÓN

53. Las nuevas unidades ocupan preferentemente aquellas posiciones vacantes
en las que pueden establecer mayor nº de enlaces con los átomos ya colocados.
- 1º se rellenan los huecos.
- En 2º lugar, se completan las filas.
- Después se completan las caras antiguas.
- Por último, se inician caras nuevas.
CRISTALIZACIÓN

54.  Descenso de temperatura y de la presión.
 Tiempo (lentitud o rapidez del proceso de consolidación).
 Espacio disponible para la consolidación.
 Reposo del fluido a cristalizar.
 Cantidad de sustancia de los componentes a cristalizar.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CRISTALIZACIÓN
Intervienen los siguientes factores de cristalización:
La cristalización es el proceso de generación de los cristales de los
distintos minerales que componen las rocas ígneas.

55. Con tiempo, espacio, reposo,
suficientes componentes
y un enfriamiento lento, se
originan cristales grandes y
bien formados.
Si el enfriamiento es rápido,
aumenta la viscosidad,
disminuyendo la difusión,
resultando microcristales.
Si el enfriamiento es muy
rápido, obtenemos materia
amorfa.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CRISTALIZACIÓN
Otros factores que influyen son: impurezas, presencia de agua,…

56. INFLUENCIA DEL AGUA EN LA CRISTALIZACIÓN

57. RECRISTALACIÓN
Influye
PRESIÓN
TEMPERATURA
FLUIDOS
Aumenta la densidad del mineral.
En un cristal anisótropo rige el principio de Riecque:
- A mayor P predomina la disolución (salvo deformaciones).
- A menor P predomina la recristalización.

58. RECRISTALACIÓN

59. TIPOS DE ESTRUCTURAS CRISTALINAS
 Macrocristalina: los cristales se ven a simple vista.
 Microcristalina: los cristales se reconocen con microscopio
petrográfico.
 Criptocristalina: los cristales y la estructura cristalina se
reconocen sólo por difracción de Rayos X.
ESTRUCTURAS CRISTALINAS:
En función de cómo se combinan los
factores de la cristalización, tenemos
distintos tipos de…

60. DEFECTOS EN EL CRECIMIENTO DE LOS CRISTALES
Vacancias: se producen por la
ausencia en la red de un elemento.
Sustituciones: entrada en la red de un
átomo diferente, pero de similar radio
iónico.
Átomos intersticiales: inclusión
en la red de un átomo fuera
de las posiciones reticulares.
Dislocaciones: aparición de nuevas
filas de elementos cuando
en el plano anterior no existían.

61. Maclas: es la interpenetración de dos o más cristales de la misma
especie, compartiendo gran parte de su estructura cristalina.
Macla de
Carlsbad
Ortosa
Macla en
codo
Rutilo
DEFECTOS EN EL CRECIMIENTO DE LOS CRISTALES. MACLAS

62. Macla
en cruz
Estaurolita
Macla de
la pirita
Cubos maclados
MACLAS

63. Macla en punta de Flecha
Yeso
Cerusita
Yeso
MACLAS

64. Maclas en el aragonito
Macla cíclica
(crisoberilo)
Maclas de repetición
MACLAS

65. MACLAS MÚLTIPLES Y AGREGADOS CRISTALINOS

66. MACLA MÚLTIPLE DEL YESO (ROSA DEL DESIERTO)

67. MACLA MÚLTIPLE DEL ARAGONITO

68. - Acicular: cristales delgados parecidos a agujas.
- Amigdaloide: si contiene nódulos en forma de almendra.
- Arborescente: de aspecto similar a un árbol.
- Botrioidal: formas globulares agrupadas en racimos.
- Columnar: en forma de columna.
- Concrecionado: masas de minerales depositadas sobre un núcleo, a veces, de formas esféricas.
- Coraloide: en formas puntiagudas ramificadas que recuerdan al coral.
- Dendrítico: en ramas divergentes parecidas a plantas.
- Discoidal: en forma de discos superpuestos.
- En drusa: superficie cubierta por una capa de pequeños cristales.
- Estalactítico: en forma de conos o cilindros colgantes a modo de estalactitas.
- Estrellado: cristales en formas concéntricas simulando estrellas.
- Exfoliable: minerales que se separan fácilmente en capas; si son muy finas, se dice micáceo.
- Fibroso: en forma de pequeñas fibras paralelas, fácilmente separables entre sí.
- Filiforme: capilar: parecidos a cabellos o hebras.
- En geoda: cavidad recubierta de cristales pero sin quedar totalmente rellena.
- Globular: individuos de forma esférica.
- Hojoso: cristales alargados planos a modo de hojas de cuchillo.
- Mamilar: grandes formas redondeadas a modo de mamas.
- Masivo: agregados minerales compactos y sin forma particular.
- Oolítico: agregados esféricos a modo de huevas de pescado.
- Plumoso: formado por escamas finas superpuestas con estructuras parecidas a plumas.
- Radiante: cristales dispuestos de manera radial a partir de un centro.
- Reniforme: minerales radiales terminados en formas arriñonadas.
- Reticulado: cristales delgados entrelazados simulando redes.
- Tabular: individuos planos a modo de tablas.
HÁBITO DE LOS CRISTALES

69. Agregado botrioidal (apativo)
Agregado arborescente (Ag sobre calcita)
Agregado acicular (azurita)
TIPOS DE AGREGADOS. HÁBITO DE LOS CRISTALES

70. Agregado coraloide (aragonito)
Agregado discoidal (yeso del desierto)
Agregado dendrítico
(pirolusita)
Agregado botrioidal (apatito)

71. Agregado en drusa (fluorita) Agregado estrellado (mesolita)
Agregado exfoliable
(micáceo) (biotita)
Agregado
fibroso
(grunerita)

72. Agregado globular (esferocobalita)
(v. de calcita, con cuarzo hialino
Agregado hojoso (crocoita)
Agregado mamilar (smithsonita)
Agregado filiforme (jamesonita)

73. Agregado masivo (bismuto)
Agregado
plumoso
(limonita)
Agregado masivo
(olivino)

74. Agregado reniforme
(goethita)
Agregado radiante
(phehnita)
Agregado reticulado (rutilo)

75. ISOMORFISMO
Dos minerales son isomorfos cuando presentan un mismo sistema
cristalino (igual forma) y distinta composición química.
Ej.:galena: sulfuro de Pb y halita: cloruro de Na.
Su celdilla es cúbica en ambos casos.
Galena
Halita o
sal gema

76. SERIE ISOMORFA DEL OLIVINO

77. POLIMORFISMO
Composición química Mineral Simetría
Cuarzo Trigonal
Tridimita Hexagonal
Cristobalita Cúbico
Calcita Trigonal
Aragonito Ortorrómbico
Diamante Cúbico
Grafito Hexagonal
Dos minerales son polimorfos cuando presentan la misma
composición química y distinto sistema cristalino.
Calcita
(trigonal)
Aragonito
(ortorrómbico)
SiO2
CaCO3
C

78. POLIMORFISMO ENTRE LA CALCITA Y EL ARAGONITO

79. Diamante,
con estructura muy compacta
Grafito,
con estructura atómica en láminas
POLIMORFISMO ENTRE EL DIAMANTE Y EL GRAFITO

80. POLIMORFISMO ENTRE EL DIAMANTE Y EL GRAFITO

81. POLIMORFISMO ENTRE EL DIAMANTE Y EL GRAFITO

82. CUEVA DE CRISTALES GIGANTES DE NAICA (MÉJICO)

83. CUEVA DE CRISTALES GIGANTES DE NAICA (MÉJICO)

84. CUEVA DE CRISTALES GIGANTES DE NAICA (MÉJICO)

85. CUEVA DE CRISTALES GIGANTES DE NAICA (MÉJICO)

86. CUEVA DE CRISTALES GIGANTES DE NAICA (MÉJICO)

87. CUEVA DE CRISTALES GIGANTES DE NAICA (MÉJICO)

88. CUEVA DE CRISTALES GIGANTES DE NAICA (MÉJICO)

89. CUEVA DE CRISTALES GIGANTES DE NAICA (MÉJICO)