minerals i sistemes cristal·lins

MINERALS I SISTEMES CRISTAL·LINS

Xon Vilahur Godoy. Maig 2014

XON VILAHUR GODOY

ÍNDEX

1. Definició de mineral

2. Cristall i cel·la cristal·lina

3. Propietats dels cristalls

4. Elements de simetria

5. Sistemes cristal·lins– Xarxes cristal·lines planes

– Xarxes cristal·lines tridimensionals

– Sistemes cristal·lins

6. Minerals i sistemes cristal·lins

• Cúbics

• Tetragonals

• Ortoròmbics

• Hexagonals

• Trigonals

• Monoclínics

• Triclínics

7. Hàbits cristal·lins

8. BibliografiaXon Vilahur Godoy. Febrer 2014

MINERAL

MINERAL:

• Sòlid homogeni, natural, composició química definida i una disposició atòmica ordenada.

• Els ions, àtoms o molècules estan ordenats en les tres direccions de l’espai.

• Els sòlids que no tenen aquesta disposició atòmica ordenada s’anomenen amorfs, p. ex. el vidre.

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

CRISTALL

L’ordenament intern tridimensional del mineral es pot considerar com la repetició d’un “motiu” : la cel·la fonamental.

La cel·la fonamental dels minerals es pot reflectir en la seva forma externa i donar lloc a cossos amb cares planes, arestes i angles.

Aquests cossos s’anomenen cristalls.


CEL·LA CRISTAL·LINA

Haüy (1784) proposa que en els cristalls existeix un bloc elemental paral·lelepípede que es repeteix de forma sistemàtica

Correspon al que avui anomenem “Cel·la fonamental”.


CRISTALL: DEFINICIÓ ACTUAL

Cristall: objecte que té una estructura cristal·lina. Xarxa + base

Xarxa cristal·lina: conjunt infinit de punts geomètrics (nodes) distribuïts de tal manera que cada node té sempre el mateix entorn.

Tots els nodes de la xarxa són geomètricament equivalents i en podem agafar un qualsevol com a origen.


PROPIETATS DELS CRISTALLS

PERIODICITAT:

Els elements de la matèria estan repetits a la mateixa distància en qualsevol direcció, des de qualsevol punt de l’estructura.Les translacions mínimes en un cristall defineixen un paral·lelepípede que genera la cel·la fonamental.La repetició de la cel·la origina la xarxa cristal·lina.La xarxa atorga al cristall propietats físiques I òptiques que varien amb la direcció


PROPIETATS DELS CRISTALLS

SIMETRIA:Un cristall té simetria si les cares es poden organitzar en un patró repetit i regular al voltant del centre.

La simetria es dóna en les cares i en els angles.

Es pot observar la simetria movent el cristall de tal manera que al final es veu el cristall igual que al principi.

L’observació de simetria als cristalls de gel per part de Kepler (1611) va donar lloc a l’estudi aprofundit de la simetria dels materials.


ELEMENTS DE SIMETRIA

EIX DE ROTACIÓ:Un cristall té un eix de rotació si podem girar-lo al voltant d’un punt i es veu exactament el mateix.PLA DE SIMETRIAUn cristall té simetria de reflexió si es pot dividir en dues meitats iguals per un pla imaginari, cada meitat és la imatge de mirall de l’altra.INVERSIÓËs una combinació d’una rotació seguida d’una inversió de 180º.El CENTRE DE SIMETRIA És un element de simetria puntual que inverteix l’objecte a través d’una línia recta.


XARXES CRISTAL·LINES

XARXES PLANES

• La xarxa ve definida per dues translacions: a i b i l’angle que formen entre elles.

• Només hi ha 5 possibles xarxes planes:


XARXES CRISTAL·LINES

XARXES TRIDIMENSIONALS:

• La xarxa ve definida per les tres translacions fonamentals: a i b i c i els angles que formen entre elles.

• Existeixen 14 tipus diferents de xarxes tridimensionals (xarxes de Bravais) .

• S’agrupen en 7 sistemes cristal·lins.

• Cada sistema cristal·lí ve definit pels valors de les translacions i els angles que formen.


SISTEMES CRISTAL·LINS

• La morfologia dels cristalls és un mètode valuós per a la seva classificació.

• Els cristalls s’agrupen en 7 sistemes cristal·lins


MINERALS DEL SISTEMA CÚBIC

• També anomenat isomètric

• La cel·la unitat té forma de cub: els tres angles rectes i les tres arestes iguals.

• Presenta 4 eixos de simetriaternaris.

• Minerals del sistema cúbic:

– Diamant, fluorita, halita, galena, magnetita, esfalerita, cuprita, or, pirita, plata, latzurita,…


FORMES DEL SISTEMA CÚBIC


MINERALS DEL SISTEMA TETRAGONAL

La cel·la unitat és un prisma de base quadrada, amb els tres angles rectes, dues de les arestesde la cel·la iguals i la tercera diferent a elles.

Presència d'un sol eix de simetriaquaternari.

Minerals del sistema tetragonal: Calcopirita, zircó, rútil, vesuvianita,…


FORMES DEL SISTEMA TETRAGONAL


MINERALS DEL SISTEMA ORTORÒMBIC

Cel·la amb els tres angles rectes.

Les tres arestes tenentotes longituds diferents.

O bé té tres eixos binariso bé un sol eix binari amb3 plans de simetria.

Minerals del sistema ortoròmbic:Topazi, sofre, aragonita, barita, crisoberil,…


FORMES DEL SISTEMA ORTORÒMBIC


MINERALS DEL SISTEMA HEXAGONAL

– Té la mateixa simetria que un prisma regular amb una base hexagonal

– Només hi ha una xarxa de Bravais hexagonal.

– Minerals del sistema hexagonal:

• Grafit, beril, apatita, vanadinita,…


FORMES DEL SISTEMA HEXAGONAL


MINERALS DEL SISTEMA ROMBOÈDRIC

El nom trigonal es considera sinònim de romboèdric, però no ho és, ja que tot romboèdric éstrigonal però hi ha cristallstrigonals que no són romboèdrics.

Presència d'un únic eix de simetria ternari.

Minerals romboèdrics:

Magnesita, quars, siderita, calcita, cinabri, corindó, dolomita, hematites,…


FORMES DEL SISTEMA ROMBOÈDRIC


MINERALS DEL SISTEMA MONOCLÍNIC

– Cristall amb vectors de desigual longitud.

– Formen un prisma rectangular ambun paral·lelogram a la seva base.

– Dos parells de vectorssón perpendicularsmentre que el tercer parell fa un anglediferent de 90°.

– Minerals del sistema monoclínic:• Augita, malaquita, guix,

crocoita, hornblenda, titanita, diòpsid,…


MINERALS DEL SISTEMA MONOCLÍNIC


MINERALS DEL SISTEMA TRICLÍNIC

– El cristall està descrit per vectors de longitud desigual.

– Angles diferents de 90º

– Simetria molt reduïda, només té un centre.

– Minerals del sistema triclínic:• Cianita, rodonita,

sanidina, microclina, etc.


MINERALS DEL SISTEMA TRICLÍNIC


HÀBITS CRISTAL·LINS

• Els exemplars de qualsevol espèciemineral tenen la mateixa simetria, si es reflecteix en l’aspectemacroscòpic parlem de CRISTALL.

• Gairebé mai no es troben cristallsperfectes.

• Sovint presenten només els mínimselements de simetria.

• La mida de les cares varia molt i té relació amb la facilitat que va tenirel cristall de crèixer en una determinada direcció.

• L’aspecte macroscòpic del cristall es coneix com a HÀBIT CRISTAL·LÍ.


HÀBITS CRISTAL·LINS

• ACICULARS: Llargs i prims com agulles• CAPILARS: Fils fins com cabells.• PRISMÀTICS: Amb forma de prismes: beril.• PIRAMIDALS o BIPIRAMIDALS: Amb forma

de piràmide o de bipiràmide (hexagonal, cuadrada, triangular): Jacint de compostelao quars.

• CORAL·LOIDE: Amb forma de corall.• APLANATS o ENSIFORMES: Amb forma

d’espasa• FILIFORMES: Com filferros, a cops retorcits:

plata, coure,…• TABULARS, LAMINARS o FOLIOSOS:

Aspecte tabular o de làmines o fulles: miques,…

http://video.about.com/geology/What-Are-Mineral-Habits-.htmXon Vilahur Godoy. Febrer 2014

HÀBITS D’AGREGATS CRISTAL·LINS


HÀBITS DE MASSES CRISTAL·LINES


PROPOSTA D’ACTIVITATS

1. Sessió als ordinadors: http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1bachillerato/cristalizacion/index.htm

2. Trobar xarxes planes possibles amb els dibuixos d’Escher .

3. Fer cel·les fonamentals amb cartolines.

4. Buscar elements de simetria en les cel·les fonamentals.

5. Buscar elements de simetria en minerals ben cristal·litzats.

6. Determinació sistema cristal·lí dels minerals més comuns amb bons cristalls (fer mesures, angles, cares, miralls, ...)


BIBLIOGRAFIA

PÀGINES WEB:• http://ca.wikipedia.org/

• http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/

• http://www.roquesalcarrer.ad/pdf/unitatminerals.pdf

• http://www.uib.es/facultat/ciencies/prof/jaume.pons/fisestsol/Capitol1_1.pdf

• http://www.mineralogy4kids.org/?q=all-about-crystals

• http://www.slideshare.net/museuciencies/del-mineral-al-cristall-i-la-gemma-11133249

• http://iescmg-abg.blogspot.com.es/2010_09_01_archive.html


http://ca.wikipedia.org/wiki/Cristal%C2%B7log%C3%A8nesi

http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/

http://www.roquesalcarrer.ad/pdf/unitatminerals.pdf

http://www.uib.es/facultat/ciencies/prof/jaume.pons/fisestsol/Capitol1_1.pdf

http://www.mineralogy4kids.org/?q=all-about-crystals

http://www.slideshare.net/museuciencies/del-mineral-al-cristall-i-la-gemma-11133249

http://iescmg-abg.blogspot.com.es/2010_09_01_archive.html

minerals i sistemes cristal·lins

Education