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← ¿Cómo funcionan los cristales? - Graham Baird

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21 llengües

Showing Revision 10 created 08/15/2019 by Emma Gon.

  1. En la profundidad bajo los géiseres y
    aguas termales de Yellowstone Caldera hay
  2. una cámara de magma producida por un
    punto caliente en el manto de la Tierra.
  3. A medida que el magma se mueve
    hacia la superficie de la Tierra,
  4. cristaliza para formar
    rocas ígneas jóvenes y calientes.
  5. El calor de estas rocas conduce
    el agua subterránea hacia la superficie.
  6. A medida que el agua se enfría, los iones
    se precipitan como cristales minerales,
  7. incluyendo cristales de
    cuarzo de silicio y oxígeno,
  8. feldespato de potasio,
    aluminio, silicio y oxígeno,
  9. galena de plomo y azufre.
  10. Muchos de estos cristales
    tienen formas distintivas:
  11. mira esta cascada de cuarzo puntiagudo
    o esta pila de cubos de galena.
  12. Pero ¿qué hace que crezcan
    con estas formas una y otra vez?
  13. Parte de la respuesta está en sus átomos.
  14. Los átomos de cada cristal se disponen
    en un patrón repetitivo muy organizado.
  15. Este patrón es la característica
    definitoria de un cristal,
  16. y no está restringido a minerales;
  17. arena, hielo, azúcar, chocolate,
    cerámica, metales, ADN
  18. e incluso algunos líquidos
    tienen estructuras cristalinas.
  19. La disposición atómica
    de cada material cristalino
  20. cae en una de seis familias diferentes:
  21. cúbico, tetragonal, ortorrómbico,
    monoclínico, triclínico y hexagonal.
  22. Dadas las condiciones adecuadas,
  23. los cristales crecerán
    en formas geométricas
  24. que reflejan la disposición de sus átomos.
  25. Mira la galena con estructura cúbica
    compuesta de átomos de plomo y azufre.
  26. Los átomos de plomo relativamente grandes
  27. están dispuestos en una rejilla
    tridimensional a 90 grados entre sí y
  28. los átomos de azufre relativamente chicos
    encajan perfectamente entre ellos.
  29. A medida que el cristal crece, lugares
    como estos atraen átomos de azufre,
  30. mientras que el plomo tenderá
    a unirse a estos lugares.
  31. Finalmente, completarán
    la cuadrícula de átomos unidos.
  32. Eso significa que el patrón de rejilla
    de 90 º de la estructura cristalina
  33. de galena, se refleja
    en la forma visible del cristal.
  34. El cuarzo, por su parte, tiene
    una estructura cristalina hexagonal.
  35. Esto significa que en un plano
    sus átomos están dispuestos en hexágonos,
  36. que en tres dimensiones se componen
    de muchas pirámides entrelazadas
  37. compuestas por un átomo de silicio
    y cuatro átomos de oxígeno.
  38. Así que la forma distintiva
    de un cristal de cuarzo
  39. es una columna de seis lados
    con puntas puntiagudas.
  40. En función de las condiciones ambientales,
    la mayoría de los cristales
  41. tienen el potencial de formar
    múltiples formas geométricas.
  42. Por ejemplo, los diamantes, que se forman
    profundamente en el manto de la Tierra,
  43. tienen una estructura cristalina cúbica y
    pueden crecer en cubos u octaedros.
  44. De qué forma crece
    un diamante en particular
  45. depende de las condiciones en que crezca,
  46. incluyendo presión,
    temperatura y ambiente químico.
  47. No podemos observar directamente las
    condiciones de crecimiento en el manto,
  48. pero los experimentos de laboratorio
    han mostrado alguna evidencia
  49. de que los diamantes tienden a crecer
    en cubos a temperaturas más bajas
  50. y en octaedros a temperaturas más altas.
  51. Rastros de agua, silicio,
    germanio o magnesio,
  52. también podrían influir
    en la forma de un diamante.
  53. Y los diamantes nunca
    se convierten de forma natural
  54. en las formas
    que se encuentran en las joyas.
  55. Esos diamantes han sido cortados
    para mostrar su brillo y claridad.
  56. Las condiciones ambientales
  57. también pueden influir
    en la formación o no de cristales.
  58. El vidrio está hecho
    de arena de cuarzo fundido,
  59. pero no es cristalino.
  60. Eso es porque el vidrio
    se enfría relativamente rápido,
  61. y los átomos no tienen
    tiempo para ajustarse
  62. en la estructura ordenada
    de un cristal de cuarzo.
  63. Por el contrario, la disposición aleatoria
    de los átomos en el vidrio fundido
  64. se consolida al enfriarse.
  65. Muchos cristales no crean
    formas geométricas
  66. porque crecen en cuartos
    muy cercanos a otros cristales.
  67. Rocas como el granito
    están llenas de cristales,
  68. pero ninguna tiene formas reconocibles.
  69. Al enfriarse el magma se solidifica,
    muchos minerales dentro de él
  70. cristalizan al mismo tiempo y
    rápidamente se quedan sin espacio.
  71. Y ciertos cristales,
    como la turquesa, no crecen
  72. en ninguna forma geométrica discernible en
    la mayoría de las condiciones ambientales,
  73. incluso teniendo espacio adecuado.
  74. La estructura atómica de cada cristal
    tiene propiedades únicas,
  75. y si bien estas propiedades
    pueden no tener
  76. ningún efecto en las necesidades
    emocionales humanas,
  77. sí que tienen aplicaciones poderosas
    en ciencia de materiales y medicina.