2.1. Morfología cristalina y sistemas cristalinos
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| Operaciones de simetría Imagen de Basile Morin en Wikimedia commons. Licencia cc |
La simetría es una propiedad general de la materia, por la cual se pueden hacer coincidir elementos que ocupan distintas posiciones al desplazarlos mediante ciertos movimientos. Tienen simetría los animales, las plantas, los átomos... y los cristales. En realidad, la simetría es consecuencia de la periodicidad. Por eso, en un medio ordenado, necesariamente repetitivo, los elementos se pueden hacer coincidir mediante movimientos; es decir, habrá simetría.
En los cristales básicamente se distinguen 3 operaciones de simetría: inversión, giro y reflexión, en las que se hacen actuar 3 elementos geométricos como elementos de simetría: centro, ejes y planos. Los ejes pueden ser de orden 2, 3, 4 y 6 según el número de veces que se produzca una coincidencia durante una rotación de 360º.
Los cristales, siempre que tengan espacio, crecen dando lugar a superficies planas (caras) que se cortarán entre sí para formar aristas y vértices. Por tanto, pueden ser considerados poliedros naturales. Las caras de estos poliedros unas veces originarán formas simples, como el cubo, el octaedro, o el romboedro, y otras serán formas combinadas (prismas bipiramidales, por ejemplo).
Los cristales son susceptibles de ser clasificados, lo que se ha hecho tradicionalmente en base a su forma externa y al grado de simetría. Se descubrió que existían 32 clases de simetría o combinaciones de elementos de simetría distintos posibles y convergentes en un punto. Al actuar dichos elementos, se generan otros de simetría y a partir de una cara, se generan formas simples (prismas, bases, bipirámides, cubos, escalenoedros, etc.).
Actividad
Las clases a su vez, se agrupan en siete sistemas cristalinos, que son conjuntos de cristales que tienen unas mismas constantes cristalográficas (traslaciones unitarias a, b, c y ángulos α, β, γ), y unos elementos de simetría mínimos comunes.
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Los sistemas 7 cristalinos con sus principales características |
Reflexión
Las especies minerales se determinan -entre otras cosas- por sus elementos de simetría, el sistema cristalino. Por ello conviene saber deducir el sistema al que pertenecen unas formas cristalinas características de ciertas especies minerales comunes.
Pirita, andalucita, berilo y calcita son cuatro especies de minerales relativamente comunes.
Observa en las fotografías las morfologías de los cristales y, con la ayuda de las pistas que se dan después y con lo estudiado en este apartado, deduce el sistema cristalino al que pertenece cada mineral.
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Ejemplos de sistemas cristalinos de algunos minerales.
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Pistas:
a. En la pirita los tres lados miden lo mismo y los ángulos cristalográficos tienen todos 90º.
b. En la andalucita se forman prismas de base cuadrada con una altura donde c ≠ a = b
c. El berilo tiene forma de prisma donde a = b ≠ c y los ángulos α = β = 90º y γ = 120º
d. La calcita se presenta en cristales con forma de romboedro, donde a = b = c y α = β = γ ≠ 90º