Minerals i sistemes cristal·lins

MINERALS I SISTEMES
CRISTAL·LINS
Xon Vilahur Godoy. Maig 2014
XON VILAHURGODOY

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. Bibliografia
Xon 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.

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 SIMETRIA
Un 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.
INVERSIÓ
Ës 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

MINERALSDEL SISTEMACÚBIC
• També anomenat isomètric
• La cel·la unitat té forma de
cub: els tres angles rectes i
les tres arestes iguals.
• Presenta 4 eixos de simetria
ternaris.
• 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 arestes
de la cel·la iguals i la tercera
diferent a elles.
 Presència d'un sol eix de simetria
quaternari.
 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 tenen
totes longituds diferents.
 O bé té tres eixos binaris
o bé un sol eix binari amb
3 plans de simetria.
 Minerals del sistema
ortoròmbic:
Topazi, sofre, aragonita,
barita, crisoberil,…

FORMES DEL SISTEMA ORTORÒMBIC

MINERALSDEL SISTEMAHEXAGONAL
– 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

MINERALSDEL SISTEMAROMBOÈDRIC
 El nom trigonal es considera
sinònim de romboèdric, però no
ho és, ja que tot romboèdric és
trigonal però hi ha cristalls
trigonals 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

MINERALSDEL SISTEMAMONOCLÍNIC
– Cristall amb vectors de
desigual longitud.
– Formen un prisma
rectangular amb
un paral·lelogram a la
seva base.
– Dos parells de vectors
són perpendiculars
mentre que el tercer
parell fa un angle
diferent de 90°.
monoclínic:
• Augita, malaquita, guix,
crocoita, hornblenda,
titanita, diòpsid,…

MINERALSDEL SISTEMAMONOCLÍNIC

MINERALSDEL SISTEMATRICLÍNIC
– El cristall està descrit per
vectors de longitud
desigual.
– Angles diferents de 90º
– Simetria molt reduïda,
només té un centre.
triclínic:
• Cianita, rodonita,
sanidina, microclina, etc.

MINERALSDEL SISTEMATRICLÍNIC

HÀBITS CRISTAL·LINS
• Els exemplars de qualsevol espècie
mineral tenen la mateixa simetria, si
es reflecteix en l’aspecte
macroscòpic parlem de CRISTALL.
• Gairebé mai no es troben cristalls
perfectes.
• Sovint presenten només els mínims
elements de simetria.
• La mida de les cares varia molt i té
relació amb la facilitat que va tenir
el 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 compostela
o 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-.htm

HÀBITS D’AGREGATS CRISTAL·LINS

HÀBITS DE MASSESCRISTAL·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/fis
estsol/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

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (6)

More from xvilahur

More from xvilahur (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (8)

Minerals i sistemes cristal·lins