Qué es Cristalino

¿Qué significa cristalino?

Cristalino es un adjetivo que describe el orden traslacional periódico de átomos o moléculas dentro de un sólido. Los átomos o moléculas forman un arreglo tridimensional dentro de una sola unidad repetitiva llamada celda unitaria. La estructura de la celda unitaria se repite en todas las direcciones a un espacio regular, llenando una cuadrícula tridimensional regular llamada retícula. Un alto grado de este ordenamiento, o cristalinidad, es la propiedad requerida para que un sólido sea clasificado como cristal.

Los sólidos cristalinos pueden ser de los siguientes tipos, según la naturaleza del enlace entre las celdas unitarias dentro de la red:

• Metálico
• Iónico
• Red (covalente extendida)
• Molecular

El grado de cristalinidad de un sólido afecta las propiedades del sólido, como su densidad, dureza, transparencia y velocidad de difusión. Aunque los cristales a menudo se asocian con la transparencia, los sólidos no cristalinos (amorfos) como el vidrio también pueden ser cristalinos. Por el contrario, aunque una pieza de metal no parezca un cristal, de hecho puede estar en un estado cristalino.

Los estados cristalinos son extremadamente útiles cuando se estudia la estructura de un material y se buscan defectos y dislocaciones dentro del estado cristalino o para comprender las propiedades deseadas del material, como las brechas de banda en los semiconductores y la conductividad eléctrica en otros materiales.

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La comprensión de la propiedad de la cristalinidad comienza con la comprensión de las propiedades básicas de una red. Las celosías pueden existir en cualquier dimensión. Una red unidimensional se explica más fácilmente como una línea de puntos espaciados en distancias iguales. Una celda unitaria es el espacio entre dos puntos.

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Pasando a redes bidimensionales, imagine una serie de redes unidimensionales alineadas, fila por fila, a lo largo de un plano bidimensional. No es necesario que los puntos de cada fila estén alineados, lo que permite tener diferentes retículas bidimensionales asociadas con diferentes ángulos. La celda unitaria comprende la caja creada por cuatro puntos.

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Las redes tridimensionales repiten estas redes bidimensionales a distancias espaciadas regularmente por encima y por debajo del plano, nuevamente en diferentes ángulos. Las cajas creadas por ocho puntos proximales crean la unidad de repetición de celda unitaria. En el espacio tridimensional, hay siete formas de celdas unitarias, que se organizan para formar 14 tipos posibles de retículas (retículas de Bravais). En los sólidos cristalinos, cada una de estas celdas unitarias contiene los mismos átomos o moléculas dispuestas de la misma manera. Los contenidos pueden estar orientados de varias maneras en el caso especial de que estén presentes elementos de simetría. Son estos rellenos ordenados de redes los que crean el estado cristalino.

La estructura de la red, la celda unitaria y el contenido y la composición de la celda unitaria se determinan mediante un experimento de difracción, generalmente usando rayos X, pero en ciertos casos se usa la difracción de neutrones. La longitud de onda de los rayos X elegidos es lo suficientemente pequeña como para determinar las distancias entre los átomos en una celda unitaria. Mediante la difracción, los científicos pueden determinar la estructura química de moléculas, materiales metálicos, materiales cerámicos e incluso moléculas biológicas como el ADN o las proteínas.