Cristallo

In mineralogia e cristallografia, si definisce cristallo la struttura atomica o molecolare che la materia allo stato solido presenta, chimicamente e fisicamente omogenea. In altre parole atomi, molecole o ioni hanno una disposizione geometrica tridimensionale regolare, detta reticolo cristallino o reticolo di Bravais.

La disposizione regolare della struttura tridimensionale è caratteristica del tipo di materiale e produce la forma caratteristica dei cristalli (morfologia) definita da facce e angoli diedri caratteristici; di conseguenza anche le relative proprietà delle sostanze cristalline dipendono dalla loro particolare struttura intima e non dalla forma poliedrica che esse assumono. I solidi cristallini mostrano piani di sfaldatura che sono in relazione con la forma dell’edificio cristallino.

Una stessa sostanza talvolta ha più forme cristalline, in dipendenza dalla temperatura e dalla pressione a cui solidifica. Questa proprietà viene detta polimorfismo quando è riferita a un composto (es. calcite, aragonite) e allotropia quando è riferita ad un elemento (es. diamante, grafite, fullereni).

Esistono molti casi in cui sostanze differenti, ma capaci di dare cristalli con la stessa struttura, anche a livello molecolare, mostrano una reciproca e completa miscibilità allo stato (cristalli misti). Questa proprietà è detta isomorfismo.

Caratteristica tipica dei solidi cristallini è l’anisotropia: proprietà di una sostanza per cui i valori delle sue grandezze fisiche (indice di rifrazione, conducibilità elettrica e termica, durezza, eccetera) dipendono dalla direzione che viene considerata.

Esistono materiali che presentano un grado minore di cristallinità, come certi polimeri, che hanno solo un ordine bidimensionale, e molte fibre sintetiche o naturali,  che sono ordinate solo lungo l’asse della fibra.

Alcuni cristalli organici, opportunamente riscaldati, passano ad uno stato intermedio fra solido e liquido che viene chiamato stato mesomorfico o di cristallo liquido. Materiali con questo comportamento comprendono anche composti di coordinazione.

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