viernes, 4 de julio de 2014

El Año Internacional de la Cristalografía: IYCr2014

Los minerales pueden aparecer en la naturaleza, básicamente, de dos maneras: sin una forma definida (amorfos) o bien con formas geométricas regulares. A estos les llamamos minerales cristalinos o, simplemente, cristales.

Para que en un lugar se formen cristales se necesita espacio. Por eso, suelen aparecer en las grietas o en las cavidades vacías de las rocas. También aparecen formando parte de rocas blandas, que facilitan su crecimiento.
La mayoría de los cristales de la tierra se formaron hace millones de años. Los cristales se forman cuando la roca líquida del interior de la Tierra se enfría y endurece. A veces los cristales se forman cuando los líquidos subterráneos recorren su camino entre las grietas y depositan lentamente los minerales.
El mundo de los cristales es, como todo el universo, bello, y sin duda alguna, es de una belleza que fácilmente se entiende, que atrae nuestra atención y que entra por nuestros ojos. Esta belleza atrajo a un número de curiosos e investigadores de todos los tiempos, cautivados por la contemplación de minerales cristalizados. Esta fascinación les llevó a tratar de comprender qué tipo de orden es necesario para que un cristal tenga existencia; de este estudio nació en el transcurso de los tiempos una ciencia basada en el estudio del orden y de la simetría, la Cristalografía, ciencia que se dedica al estudio de las estructuras cristalinas y las propiedades  de los cristales.  Los cristales son sólidos cuyas partículas constituyentes se ordenan conforme a un patrón que se repite en las tres direcciones del espacio. 

Ese orden interno se manifiesta en su forma externa: los cristales tienen caras planas y aristas rectas. Se distinguen tres tipos de cristales según el tipo de unión que se establece entre las partículas: cristales iónicos, covalentes y metálicos.
  Cuarzo                           Pirita                       Sullfato de cobre (II)

La Asamblea General de Naciones Unidas proclamó 2014 Año Internacional de la Cristalografía , IYCr2014, conmemorando de esta manera, no solo el centenario de la difracción de rayos X como herramienta para el estudio de la materia cristalina, sino también el 400 aniversario de la observación de simetría en los cristales de hielo (Kepler,1611), que dio comienzo al estudio profundo de la simetría en los materiales. Entre otros puntos, la resolución reconoce que la comprensión material de nuestro mundo se debe en particular a esta ciencia y subraya que la enseñanza y aplicación de la misma es fundamental para hacer frente a múltiples desafíos esenciales para el desarrollo de la humanidad.





Soluciones en estado sólido: las aleaciones

Estamos acostumbrados a trabajar con soluciones cuyo estado de agregación es líquido, pero... ¿qué ocurre si fundimos dos o más metales mezclados y luego enfriamos el sistema a temperatura ambiente? Obtenemos un material metálico homogéneo que al estar formado por dos o más componentes es una solución. En este caso una solución sólida.

Muchos de los objetos metálicos que conocemos no están constituidos por un solo metal, sino que son mezclas de varios metales y a veces no metales, los cuales al fundirse se disuelven unos en otros. Las soluciones sólidas así obtenidas se denominan aleaciones y sus propiedades son distintas de las de sus componentes. En general, las aleaciones sintéticas tienen propiedades que mejoran las características de los metales puros, siendo más resistentes y duras que éstos. Algunas aleaciones son muy conocidas y apreciadas por sus aplicaciones extensas y variadas. Así por ejemplo, el bronce es una aleación de cobre con estaño y el latón de cobre con cinc. El "estaño" que se usa para soldaduras contiene 50% de estaño y 50 % de plomo. El oro usado para joyería es una aleación con plata y cobre. El oro blanco es una aleación de color plateado mayoritariamente formada por oro y paladio.

Los aceros son aleaciones de hierro con proporciones variables de otros metales como manganeso, níquel, y cromo, y un no-metal como el carbono. Los aceros así obtenidos presentan una resistencia notablemente superior a la del hierro metálico. El carbono confiere al acero dureza, flexibilidad y resistencia a la corrosión. Los aceros tienen propiedades que los hacen objeto de extensas aplicaciones industriales, como en la fabricación de auto-partes, vajillas, tanques, reactores industriales, y planchas para blindajes. Los aceros inoxidables son aleaciones de hierro y carbono con cromo y níquel.


Otro ejemplo de soluciones son las amalgamas. El mercurio, que es un líquido, presenta la notable propiedad de disolver numerosos metales como el oro, el cobre, el cinc y la plata entre otros. Los productos obtenidos son aleaciones que pueden ser sólidas o líquidas y reciben el nombre de amalgamas. En odontología era muy utilizada la amalgama de mercurio con plata y cinc, para obturar caries, aunque actualmente está siendo reemplazada por otros materiales.



Texto extraído y adaptado del libro "Química básica" de Di Risio, Roverano, Vazquez.