Cristalografia

¿Qué es la cristalografía? Los cristales se pueden encontrar por todas partes en la naturaleza. Son especialmente abundantes en las formaciones rocosas como los minerales (piedras preciosas, grafito, etc.), pero también se pueden encontrar en otros lugares, teniendo como ejemplos: los copos de nieve, el hielo y los granos de sal. Desde la antigüedad, los estudiosos se han intrigado por la belleza de los cristales, su forma simétrica y su variedad de colores.

Estos primeros cristalógrafos utilizaban la geometría para estudiar la forma de los cristales en el mundo natural. A principios del siglo XX, se descubrió que los rayos X podían ser utilizados para “ver” la estructura de la materia de una manera no destructiva. Esto marca el comienzo de la cristalografía moderna. Los rayos X fueron descubiertos en 1895. Son haces de luz que no son visibles para el ojo humano. Cuando los rayos X impactan sobre un objeto, los átomos del objeto dispersan los rayos. Los cristalógrafos descubrieron que los cristales, debido a la disposición regular de sus átomos, dispersan los rayos solo en algunas direcciones específicas. Mediante la determinación de estas direcciones y de la intensidad de los haces dispersados, los científicos fueron capaces de producir una imagen tridimensional de la estructura atómica del cristal. Los cristales son materiales ideales para el estudio de la estructura de la materia a nivel atómico o molecular, debido a tres características principales: son sólidos, son tridimensionales y están construidos a partir de un arreglo de átomos muy regular y en general altamente simétrico. Gracias a la cristalografía de rayos X, los científicos pueden estudiar los enlaces químicos que unen un átomo a otro.

Analizando al grafito (a la izquierda) y al diamante (a la derecha), por ejemplo, puede apreciarse que estos minerales apenas se parecen: uno es opaco y blando (el grafito constituye el corazón de los lápices), mientras que el otro es transparente y duro. Sin embargo, el grafito y el diamante son parientes cercanos, químicamente hablando, ambos están compuestos de átomos de carbono. La capacidad de dispersar la luz, debido a la estructura de sus enlaces químicos, es la responsable del “brillo” del diamante. Esto lo sabemos gracias a la cristalografía de rayos X. Al principio, la cristalografía de rayos X sólo podía estudiar cristales sólidos con una disposición regular de los átomos. Se podían estudiar, por ejemplo, minerales y muchos otros compuestos, tales como la sal o el azúcar. También se podía estudiar el hielo, pero hasta antes de derretirse.