Los cristales son cuerpos sólidos constituidos por un conjunto de partículas (átomos, iones o moléculas) que están dispuestos según un orden regular y repetido. Se forma así una red cristalina, una estructura tridimensional en la que se observa una secesión ordenada de celdas elementales, cada una de ellas caracterizada por una distribución precisas de partículas. El cristal ideal refleja esa estructura interna propia en la forma exterior: tiene un hábito poliédrico, constituido por superficies bien delimitadas geométricamente, y se caracteriza por una perfecta simetría. Por desgracias para los coleccionistas y los aficionados a las piedras, muy a menudo los minerales, aunque estén cristalizados (es decir, dotados de una estructura interna cristalina), no se presentan con el hábito geométricamente perfecto que todos desea. Esto se debe a una serie de factores que condicionan su génesis.
- EL ORIGEN DE LOS CRISTALES -
Los cristales se forman a raíz de complejos fenómenos fisicoquímicos que varían en función del ambiente genético de los minerales, pero que en conjunto presentan algunas características comunes.
Una de las más importantes es la lentitud del proceso de formación. De hecho, para que las partículas que componen un cristal se puedan disponer según un orden preciso y regular, la energía que éstas poseen debe dispersarse lentamente, a menudo mediante un largo proceso de precipitación a partir de aguas salobres o de enfriamiento a partir de una masa fundida muy caliente. Esto permite a los átomos o iones encontrar la exacta colocación en el espacio y establecer enlaces recíprocos. Pero esta condición no es todavía suficiente para que se pueda formar un hermoso cristal con formas geométricas. Es precios también que el exterior de la masa que está cristalizando haya un espacio libre (no necesariamente el aire o el vacío: basta con que no haya otros cristales ya formados) suficiente para permitir el correcto crecimiento del cristal. Esta condición se da, por ejemplo, dentro de las cavidades de rocas en vías de formación, como en el caso de las geodas.
Si el espacio que dejan disponible los otros minerales no es el adecuado, el cristal adoptará un aspecto externo irregular, aunque su estructura interna esté ordenada según la red cristalina. Es éste el caso del cuarzo que cristaliza dentro de una roca granítica: dado que el cuarzo cristaliza el último con respecto a los otros minerales que constituyen el granito (feldespatos, micas), no encuentra espacio suficiente para formar hermosos cristales prismáticos hexagonales.
Los cristales también pueden presentar características diferentes según el tipo de enlaces químicos que mantiene unidas las partículas de su red.
- PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS CRISTALES -
Los cristales de las distintas especies minerales están caracterizados por propiedades específicas que dependen esencialmente de su constitución química. Algunas de estas propiedades son constantes y válidas para todo el cristal (propiedades escalares), mientras que otras varían en función de la dirección considerada (propiedades vectoriales).
Entre las primeras se encuentran la densidad, el punto de fusión, el color, el brillo y la fluorescencia; las segundas incluyen la dureza, la exfoliabilidad, las propiedades electromagnéticas y las ópticas.
Las propiedades vectoriales son a menudo un criterio de diagnóstico.
Una de las propiedades principales de los cristales, que los diferencia de los vidrios, es precisamente su anisotropía, es decir, la variación de algunas características físicas (como la conductividad térmica y luminosa, la dilatación térmica y la resistencia a la tracción) según la dirección considerada. Los cuerpos isótropos (como el vidrio), en cambio, mantienen invariables dichas características.
Si calentásemos una esfera de cuarzo, adoptaría la forma de un elipsoide, pero si fuera de cristal, se dilataría pero mantendría la forma esférica.
- LOS CRISTALES LÍQUIDOS -
Ciertos líquidos presentan una estructura atómica o molecular ordenada y tienen algunas propiedades físicas típicas de los sólidos cristalinos. Precisamente por esta doble naturaleza se denominan cristales líquidos, aunque no se trate de cristales en el sentido mineralógico del término. Sus características se manifiestan sólo a una temperatura apenas superior a su punto de fusión. Están constituidos por moléculas con forma de barra, dispuestas paralelamente, intercaladas o apiladas. Una de las propiedades más interesantes de los cristales líquidos es su comportamiento frente a la luz. Por ejemplo, el paso de una cantidad mínima de corriente puede oscurecer una serie de cristales líquidos que, colocados adecuadamente dentro de un display, hace aparecer una cifras o unas letras.
Así funciona muchos relojes digitales y calculadoras electrónicas.