Formación, Enlaces y Estructura de los Cristales: Conceptos Clave

Formación y Crecimiento de Cristales

Cuando las condiciones ambientales (presión, temperatura y saturación) son apropiadas, comienza el crecimiento de un cristal con la formación de pequeñas partículas. A este proceso se le denomina nucleación. La nucleación puede producirse a partir de pequeñas impurezas presentes en el medio o en condiciones de sobresaturación de la disolución. Una vez iniciada la formación del cristal, los mecanismos de crecimiento están en relación con las características estructurales de la superficie del cristal y pueden ir añadiéndose partículas cristalinas. Los más favorables para el crecimiento son los que menos energía potencial van a encerrar, que son los que producen menos irregularidades.

Tipos de Enlaces en los Minerales

Los átomos que forman un mineral se unen entre sí mediante enlaces o fuerzas, que pueden ser de cuatro tipos:

• Enlace iónico o heteropolar: Se forma por la atracción electrostática de iones de signo eléctrico opuesto (aniones y cationes), tal como ocurre en la halita (NaCl / Na⁺ y Cl^-). Los minerales con este tipo de enlace se caracterizan por una densidad y dureza moderada, mala conductividad y fragilidad. Es característico de las sales (halita, fluorita,…) y de la mayor parte de los silicatos.
• Enlace covalente u homopolar: Tiene lugar cuando dos átomos comparten electrones periféricos para adquirir la estructura de gas noble. Este enlace es muy frecuente en compuestos de carbono. Los minerales son rígidos y malos conductores de la electricidad (diamante, blenda, grafito…).
• Enlace metálico: Los electrones externos de cada átomo forman una especie de nube electrónica que envuelve a los átomos y penetra por los huecos que quedan libres en su estructura. Los minerales son buenos conductores de la electricidad y el calor, son maleables, dúctiles, blandos,… (cobre, plata, oro,…).
• Enlace residual o de Van der Waals: Se producen entre moléculas individuales o átomos neutros. Son muy débiles. Se establecen entre moléculas apolares debido a las asimetrías en las capas electrónicas exteriores que provocan dipolos instantáneos.

Minerales Homodésmicos y Heterodésmicos

Generalmente, en un mineral coexiste más de un tipo de enlace. En este caso, se dice que son heterodésmicos (micas, grafito: covalentes y de Van der Waals). En el caso de que solo exista un tipo de enlace, se llaman minerales homodésmicos (diamante: covalente).

Número y Poliedro de Coordinación

Se denomina número de coordinación al número de aniones que rodean a un catión, y la forma geométrica que se forma se denomina poliedro de coordinación.

Isomorfismo y Polimorfismo

• Minerales isomorfos: Son aquellos que tienen el mismo grupo espacial y estructuras cristalinas similares, por ejemplo, el olivino.
• Minerales polimorfos: Son aquellos que tienen la misma composición química pero presentan estructuras cristalinas distintas (grafito-diamante; pirita–marcasita; andalucita-sillimanita; calcita-aragonito).