PON UN CRISTAL EN TU VIDA

¿Qué es un cristal? Un sólido ordenado, es decir, un compuesto químico cuyos componentes se asocian entre sí formando estructuras ordenadas en el espacio, dando lugar a formas geométricas microscópicas que no siempre son visibles a simple vista

Estructura molecular del grafito, átomos de C unidos en láminas
Estructura molecular del diamante, átomos de C formando una estructura muy compacta

¿Todos los sólidos son cristales? No, a veces los componentes que forman el sólido aparecen desordenados formando estructuras amorfas, como los vidrios volcánicos

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Obsidiana

De hecho lo que denominamos cristal para referirnos al material del que están hechos nuestros vasos o ventanas, es en realidad vidrio y tiene estructura interna amorfa. Se denomina así porque las primeras ventanas sí que estaban hechas de cristales minerales: yeso especular y alabastro. Etimológicamente la palabra cristal procede del griego y significa hielo

Propiedades de los cristales:

  • Presentan simetría:

  • Presentan periodicidad

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  • Son anisótropos, sus propiedades cambian según la dirección en las que se midan
  • Producen un patrón de difracción cuando son atravesados por Rayos X

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¿Dónde podemos encontrar cristales? Prácticamente en todas partes. Las rocas están hechas de materia mineral, cualquier material de construcción contiene cristales, se emplean en joyería, nuestros huesos y dientes tienen minerales, están presentes en muchos alimentos: sal, azúcar, chocolate, congelados, etc, en cosméticos, pigmentos… Algunos cristales son piezoeléctricos (son capaces de transformar diferencias de presión o de temperatura en estímulos eléctricos), por eso también los podemos encontrar en relojes, sensores, motores, paneles solares, láseres, ordenadores o dispositivos móviles

¿Los seres vivos estamos hechos de cristales? Aunque la materia viva puede contener cristales inorgánicos como sucede en huesos, dientes, conchas, etc, en principio las biomoléculas no forman agregados cristalinos en la naturaleza, pero si que existe cierto orden en la disposición de los átomos y moléculas de la vida que siguen unas pautas de geometría más complejas, pero que también reflejan ordenamiento interno, con curvas que se repiten de manera periódica: simetría fractal

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¿Qué es la cristalización? Se trata de un proceso físico-químico por el que a partir de los elementos/compuestos que forman un cristal se facilitan las condiciones para su agrupamiento en agregados cristalinos, formando un compuesto sólido en el que los componentes permanecen unidos por distintos tipos de enlaces químicos

En la naturaleza se produce en distintos ambientes: magmáticos, metamórficos y sedimentarios, dando lugar a los minerales y las rocas

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El proceso más sencillo de cristalización lo podemos llevar a cabo en el laboratorio por enfriamiento de una disolución concentrada. Al disminuir la temperatura los solutos se unen para formar redes cristalinas que se hacen visibles en forma de agregados cristalinos

El aspecto externo de los cristales depende de las condiciones de cristalización (presión, temperatura y aporte continuo de elementos). En el laboratorio vamos a emplear una fase fluida con una disolución sobresaturada que vamos a obtener calentando una sal (o compuesto químico soluble en agua) en agua destilada y posteriormente la dejaremos enfriar. Utilizaremos además a modo de semillas núcleos de cristalización para obtener cristales de mayor tamaño y facilitar el proceso

Durante el desarrollo de nuestros cristales aprenderemos además que no siempre se refleja la estructura cristalina interna, por eso hablaremos del hábito del mineral para referirnos al aspecto que tienen nuestros cristales y que se debe al desarrollo relativo de nuestro cristal

La misma estructura cristalina cúbica que forma la halita puede dar lugar a diferentes hábitos

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En el laboratorio tenemos que conseguir que la concentración, temperatura, presión y ambiente químico sean los más apropiados para obtener cristales de buena calidad, para ello utilizaremos nuestros conocimientos sobre química de las disoluciones y la curva de saturación que establece la relación entre la cantidad de soluto de una disolución y la temperatura

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Vamos a utilizar distintos solutos (sulfato de cobre, sal, azúcar, ADP) para contrastar hipótesis y poner a prueba nuestra creatividad y pericia en el laboratorio. Participaremos en el IV Concurso de Cristalografía Escolar convocado por la Universidad de Zaragoza con los resultados que obtengamos de nuestro trabajo

¿Para qué sirve la cristalografía? La obtención de sólidos cristalinos es una práctica muy extendida en Ciencia: en química industrial para obtener catalizadores, en bioquímica para conocer la estructura molecular de las biomoléculas y su función, en medicina para obtener fármacos, en geología para comprender el origen y estructura de las formaciones geológicas, fósiles, etc. Se puede decir que el estudio de las propiedades de todos los compuestos químicos, se inicia con el conocimiento de su estructura y para poder conocer dicha estructura, se emplea habitualmente la cristalografía. Así la técnica de difracción de rayos X nos ha permitido por ejemplo conocer la estructura del ADN que ha sido fundamental en el desarrollo de la biotecnología y la biomedicina

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Los cristales no curan la Cristalografía sí

Descubre más sobre los cristales en esta página de la Fundación Descubre

https://cristales.fundaciondescubre.es/?lang=es

Esta es la página web del Instituto Rocasolano del CSIC, donde puedes encontrar mucha más información sobre Cristalografía

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

Y también en la página de la Unión Internacional de Cristalografía

http://www.iucr.org/education/resources

Este es el canal de youtube del concurso de cristalización en la escuela de la Universidad de Zaragoza, donde están los vídeos de los participantes de ediciones anteriores

https://www.youtube.com/channel/UCcNee90Xgk4qBVmlOqA1MVA

Y esta su página de Facebook

https://www.facebook.com/Concurso-Cristalizaci%C3%B3n-en-la-Escuela-Arag%C3%B3n-558176677591125/?fref=ts

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