Introduccin Se describen como materiales cristalinos aquellos materiales solidos cuyos elementos constitutivos se repite de manera ordenada y paralela y cuya distribucin en el espacio muestra ciertas relaciones de simetra. As, la propiedad caracterstica del medio cristalino es ser peridico, es decir, que a lo largo de cualquier direccin la materia que lo forma se halla a distancias especficas y paralelamente orientadas. Los cristales, objetos de mltiples formas y colores, han atrado la atencin del hombre a lo largo de la historia de este. Resultan ser muy importantes en nuestra actualidad ya que los encontramos desde pantallas de LCD, que viene siendo cristal lquido, al igual que la maquinaria de los relojes de precisin, paneles de energa solar, por decir algunos ejemplos. Pero cmo se forman? La Cristalizacin es un proceso qumico el cual se produce en un gas o una disolucin en desequilibrio la cual luego de sufrir diferentes cambios pasa a una fase de equilibrio denominada cristal. La cristalizacin se desarrolla va liquida, es decir, cuando un material fundido se solidifica o un gas sublima. Las condiciones para que este proceso se produzca son dramticos cambios de temperatura, el paso de tiempo y un espacio libre para crecer, algunos ejemplos de cristalizacin en el medio ambiente son: cuando se enfra la lava y/o el magma se forman cristales de minerales tales como el cuarzo, olivino, granate y la mica, otro ejemplo, sera cuando se producen precipitaciones con sales y estas no pueden seguir disueltas en poco lquido y se cristalizan.Clasificacin de los sistemas cristalinos.Si se considera solamente la simetra de las redes, existen 7 diferentes formas de arreglar los puntos en el espacio de manera peridica.1. Cbico: Posee como caracterstica fundamental 4 ejes de rotacin ternarios inclinados a 109.47. 2. Hexagonal: Su caracterstica fundamental es la presencia de un eje de rotacin senario o un eje de inversin senario. (eje ternario + plano de simetra perpendicular).3. Trigonal: Su caracterstica comn es la presencia de un eje de rotacin ternario o un eje de inversin ternario. (eje ternario + centro de simetra)4. Tetragonal: Posee como caracterstica fundamental un eje de rotacin cuaternario o un eje de inversin cuaternario.5. Ortorrmbico: Como mnimo posee 3 ejes binarios perpendiculares entre si.6. Monoclnico: Presenta como simetra mnima un eje de rotacin binario o u eje de inversin binario.7. Triclnico: No posee ninguna simetra mnima.

Ecuacin de bragg.La hiptesis de Bragg consiste en imaginar la difraccin como una reflexin de los rayos X originada por "espejos" imaginarios formados por planos de tomos de la red cristalina (mostrados como lneas horizontales que pasan por los centros dispersores, es decir, por los tomos que se muestran como crculos azules en la imagen de abajo). Debido a la naturaleza repetitiva del cristal, estos planos estaran separados entre s por distancias constantesd. Los dos haces de rayos X, de longitud de onda,inciden en fase sobre sendos planos imaginarios, con un ngulo de incidencia, y forman un frente de ondas. (Primera lnea verde de la izquierda)

Para que exista reflexin cooperativa es necesario que tras la reflexin ambos haces sigan estando en fase (ltima lnea verde de la derecha), situacin que slo ocurrirsi la diferencia de caminos recorridos por los frentes de ondaOFyOH(frentes de onda antes y despus de la reflexin) es un nmero entero de veces la longitud de onda.Esa condicin equivale adecir, que la suma de los segmentosFGyGHcorresponde a un nmero entero (n) de veces la longitud de onda ():

FG+GH= n. (1)Pero FG=GH y sen =FG/d es decir: FG=dsen Con lo que la expresin(1)se convierte en:

2 d sen = n. Que es la bien conocida ley de Bragg.Sin embargo, cuando el ngulo de incidenciade los rayos X no cumple la ley de Bragg, los haces emergentes dejan de estar en fase (lnea verde de la derecha), y se anulan entre s, por lo que no se observar intensidad reflejada.

Si tenemos en cuenta lahiptesis de partida y nos fijamos con atencin en esta ltima ecuacin, noresultar difcil darnos cuenta de que:

Los planos reticulares se comportan como espejos que reflejan la "luz X" slo en algunas posiciones dadas por:

= arc sen (n . / 2 .d) Para unas condiciones experimentales dadas (yd) se obtienen valores discretos del ngulo de difraccinque corresponden a los diferentes valores del nmero enteron.

No hay infinitos rdenes de difraccin (sen 1) y su nmero mximo depende de las condiciones experimentales (cristal y longitud de onda):nmax= 2 .d/ La geometra de la difraccin (los ngulos de difraccin) depende slo de la geometra de la red

Mtodos de determinacin de la estructura. Difraccin de rayos XLa difraccin es un fenmeno caracterstico de las ondas, que consiste en la dispersin de las ondas cuando se interaccionan con un objeto ordenado. Ocurre en todo tipo de ondas, desde las sonoras, hasta las ondas electromagnticas como la luz, y tambin los rayos X.Los rayos X tienen longitudes de onda similares a las distancias interatmicas en los materiales cristalinos, por lo que podemos utilizar la difraccin de rayos X como mtodo para explorar la naturaleza de la estructura molecular.Al igual que el mdico puede observar nuestros huesos irradindonos con rayos X, los cristalgrafos, empleando tambin este tipo de radiacin, son capaces de determinar cmo se enlazan los tomos y la fortaleza de los distintos enlaces; en sntesis, la estructura molecular de cualquier compuesto. La difraccin de rayos X es el nico mtodo que permite, tras un procedimiento generalmente largo y complicado, determinar de modo exacto la estructura molecular de cualquier producto, ya sea un frmaco, un compuesto inorgnico, un mineral, una protena o incluso un virus.Todas las propiedades fsicas y qumicas de cualquier sustancia dependen de cmo se encuentran organizadas las unidades de menor tamao, que identifican un determinado material. El conocimiento preciso de la situacin relativa de los tomos y de la fortaleza de las interacciones o enlaces entre ellos permite entender las propiedades fsicas, y qumicas de las sustancias. En algunos casos tambin permiten planear la modificacin de estas propiedades, hacer que un plstico sea ms resistente, o el catalizador de un motor de combustin ms eficaz, etc.El proceso experimental para la determinacin de la estructura molecular de un compuesto comienza con la preparacin de un cristal, una forma ordenada a nivel microscpico de dicha sustancia, el azcar o la sal son ejemplos de nuestro entorno cotidiano de estructuras cristalinas. Un experimento de difraccin consiste en la irradiacin con rayos X de estos pequeos cristales, que actan dispersndolos slo en unas direcciones determinadas, con intensidades que dependen de cmo se ordenan los tomos a nivel microscpico.

Mtodo del polvo.En este mtodo la muestra se pulveriza tan finamente como sea posible y se asocia con un material amorfo, en forma de eje acicular de 0.2 a 0.3 mm de dimetro. Esta aguja o muestra de polvo est formada idealmente por partculas cristalinas en cualquier orientacin; para asegurar que la orientacin de estas pequeas partculas sea totalmente al azar con respecto del haz incidente, la muestra generalmente se hace girar en el haz de rayos X durante la exposicin. El mtodo del polvo encuentra su aplicacin principal en Mineraloga como una tcnica de identificacin, pudiendo utilizarse en este caso sin conocimiento alguno de la estructura o simetra del cristal. Cada sustancia cristalina da lugar a su propio diagrama de polvo, siendo caracterstico de cada una al depender de su estructura interna. Para facilitar esta comparacin e identificacin, se recurre a la ayuda de las fichas de datos de difraccin de rayos X preparadas por la ASTM, en las que se registran los espaciados reticulares de miles de sustancias cristalinas. Difraccin de neutrones.Difraccin de neutrones o dispersin de neutrones elstica es la aplicacin de la dispersin de neutrones a la determinacin de la estructura atmica y/o magntica de un material. La tcnica es similar a la difraccin de rayos X, pero debido a sus diferentes propiedades de dispersin, neutrones y rayos X proporcionan informacin complementaria. La tcnica requiere una fuente de neutrones. Los neutrones se producen generalmente en un reactor nuclear o fuente de espalacin. La tcnica se lleva a cabo ms comnmente como difraccin de polvo, que slo requiere un polvo policristalino. Resumiendo, la principal desventaja de difraccin de neutrones es el requisito para un reactor nuclear. Para el trabajo de un solo cristal, la tcnica requiere relativamente grandes cristales, que por lo general son difciles de cultivar. Las principales ventajas de la tcnica son muchas; sensibilidad a tomos de luz, la capacidad de distinguir los istopos, ausencia de dao por radiacin.

Tipos de Cristales. Cristales inicos.El cristal est formado por iones positivos y negativos unidos entre s mediante fuerzas de naturaleza electrosttica.Hay que decir que este tipo de cristal son malos conductores del calor y de la electricidad ya que carecen de electrones libres. Pero cuando el cristal es sometido a una temperatura elevada los iones adquieren movilidad y aumenta su conductividad elctrica. Cristales covalentes. Los tomos de los cristales covalentes se mantienen unidos en una red tridimensional nicamente por enlaces covalentes. Este tipo de cristal son extremadamente duros y difciles de deformar, y son malos conductores del calor y por lo tanto de la electricidad (ya que sabemos que el calor y la conductividad tienen una relacin directa) ya que no existen electrones libres que trasladen energa de un punto a otro. Un ejemplo tpico de este tipo de cristal es el Diamante. Cristales metlicos.La estructura de los cristales metlicos es ms simple porque cada punto reticular del cristal est ocupado por un tomo del mismo metal. Se caracterizan por tener pocos electrones dbilmente ligados a sus capas ms externas. Estn cargados positivamente. Su conductividad es excelente tanto trmico como elctrico debido a sus electrones libres.Conclusin.La mayor parte de los slidos presentes en la naturaleza es cristalinos aun cuando en ocasiones esa estructura ordenada no se refleje en una forma geomtrica regular apreciable a simple vista. Esto es debido a que con frecuencia estn formados por un conjunto de pequeos cristales orientados de diferentes maneras, en una estructura policristalina. Los componentes elementales de una red cristalina pueden ser tomos, molculas o iones, de ah que no se pueda hablar en general de la molcula de un cristal, sino ms bien de un retculo elemental o celdilla unidad, que se repite una y otra vez en una estructura peridica o red cristalina. Por esta razn las sustancias slidas poseen forma y volumen propios. La distancia interatmica en un cristal de cualquiermaterial definido es constante y es unacaracterstica del material. Debido a que elpatrn o arreglo de los tomos es repetido en todasdirecciones, existen restricciones definidas en el tipo de simetra que el cristal posee. La forma geomtrica de los cristales es una de lascaractersticas de cada sal pura o compuesto qumico, por lo que la ciencia que estudia los cristales en general, la cristalografa, los ha clasificado en siete sistemas universales de cristalizacin. Los cristales resultan ser muy importantes ya que entre sus utilidades est el desarrollo de todos los sistemas informticos actuales.

Bibliografa.Fundamentos de la ciencia e ingeniera de materiales, W.F. Smith y J. Hashemi, McGraw Hill, 2006Fundamentos de fisicoqumica, Samuel H Maron, Carl F Prutton, pag 77 105.F.GRASES FREIXEDAS, A.COSTA BAUZA, O.SHNEL /CRISTALIZACIN EN DISOLUCIN CONCEPTOS BSICOSCHERNOV, A. A.; (1984). "Modern Crystallography III. Cristal Growth". Springer-Verlag.. Berlin.DEYANIRA MUOZ MUOZ 2007/2008 FORMACIN DE CRISTALES DE AZCAR EN EL PROCESO DE LICORES ENCARCHADOS .PDFLINKOGRAFIA