Cristalinidad

La cristalinidad se refiere al grado de orden estructural en un sólido . En un cristal , los átomos o moléculas se disponen de forma regular y periódica. El grado de cristalinidad influye considerablemente en la dureza , la densidad , la transparencia y la difusión . En un gas ideal , las posiciones relativas de los átomos o moléculas son completamente aleatorias. Los materiales amorfos, como los líquidos y los vidrios , representan un caso intermedio, ya que presentan orden a corta distancia (a pocos espacios atómicos o moleculares), pero no a distancias mayores.

Muchos materiales, como las vitrocerámicas y algunos polímeros , pueden prepararse de forma que se obtenga una mezcla de regiones cristalinas y amorfas . En estos casos, la cristalinidad se suele especificar como un porcentaje del volumen del material que es cristalino. Sin embargo, incluso dentro de materiales completamente cristalinos, el grado de perfección estructural puede variar.

Por ejemplo, la mayoría de las aleaciones metálicas son cristalinas, pero generalmente comprenden muchas regiones cristalinas independientes (granos o cristalitos ) en diversas orientaciones separadas por límites de grano ; ^{[ 1 ]} además, contienen otros defectos cristalográficos (en particular dislocaciones ) que reducen el grado de perfección estructural. Los cristales más perfectos son los lingotes de silicio producidos para la electrónica de semiconductores; estos son grandes monocristales (por lo que no tienen límites de grano), están prácticamente libres de dislocaciones y tienen concentraciones de átomos defectuosos controladas con precisión.

La cristalinidad se puede medir mediante difracción de rayos X , pero también se utilizan comúnmente técnicas calorimétricas. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Uso en geoquímica

En geoquímica, la cristalinidad mineral desempeña un papel fundamental en la regulación de las interacciones agua-roca, especialmente durante las primeras etapas de la cristalización mineral. Por ejemplo, en el caso de la goetita, el litio disuelto puede ser absorbido por la goetita poco cristalizada, mientras que la sorción es mínima en la goetita bien cristalizada. ^{[ 4 ]} Además, el fraccionamiento isotópico del litio durante las interacciones agua-roca a baja temperatura está controlado por reacciones que ocurren en sitios de defecto en minerales poco cristalizados, como la hectorita ^{[ 5 ]} y la goetita. ^{[ 4 ]}

Cristalinidad de la roca

Los geólogos describen cuatro niveles cualitativos de cristalinidad:

Las rocas holocristalinas son completamente cristalinas;
Las rocas hipocristalinas son parcialmente cristalinas, con cristales incrustados en una matriz amorfa o vítrea;
Las rocas hipohialinas son parcialmente vítreas;
Las rocas holohialinas (como la obsidiana ) son completamente vítreas.

Referencias

↑ Wolf, Dieter; Yip, Sidney (1992). Interfaces de materiales : estructura y propiedades a nivel atómico . Nueva York: Chapman & Hall. ISBN 9780412412707.
↑ Uzun, İ. (2023). Métodos para determinar el grado de cristalinidad de polímeros mediante difracción de rayos X: una revisión. Journal of Polymer Research , 30(10). doi : 10.1007/s10965-023-03744-0
↑ Briggner, L.-E., Buckton, G., Bystrom, K., & Darcy, P. (1994). El uso de la microcalorimetría isotérmica en el estudio de los cambios en la cristalinidad inducidos durante el procesamiento de polvos. International Journal of Pharmaceutics , 105(2), 125–135. doi : 10.1016/0378-5173(94)90458-8
1 2 Zhang, Xu Yvon; Wilson, David J.; Hamers, Maartje F.; Pogge von Strandmann, Philip AE; Mulders, Josephina JPA; Plümper, Oliver; King, Helen E. (2025-01-16). "Acoplamiento de Li–Fe: Fraccionamiento de isótopos de Li durante la sorción en óxidos de Fe" . ACS Earth and Space Chemistry . 9 (1): 49– 63. Bibcode : 2025ESC.....9...49Z . doi : 10.1021/acsearthspacechem.4c00205 . PMC 11744929. PMID 39839373 .
^ Vigier, N.; Decarreau, A.; Millot, R.; Cariñena, J.; Pequeño, S.; Francia-Lanord, C. (1 de febrero de 2008). "Cuantificación del fraccionamiento de isótopos de Li durante la formación de esmectita e implicaciones para el ciclo del Li" . Geochimica et Cosmochimica Acta . 72 (3): 780– 792. Código Bib : 2008GeCoA..72..780V . doi : 10.1016/j.gca.2007.11.011 . ISSN 0016-7037 .

Lecturas adicionales

Diccionario Oxford de ciencias , 1999, ISBN 0-19-280098-1.

[1] Wolf, Dieter; Yip, Sidney (1992). Interfaces de materiales : estructura y propiedades a nivel atómico . Nueva York: Chapman & Hall. ISBN 9780412412707.

[2] Uzun, İ. (2023). Métodos para determinar el grado de cristalinidad de polímeros mediante difracción de rayos X: una revisión. Journal of Polymer Research , 30(10). doi : 10.1007/s10965-023-03744-0

[3] Briggner, L.-E., Buckton, G., Bystrom, K., & Darcy, P. (1994). El uso de la microcalorimetría isotérmica en el estudio de los cambios en la cristalinidad inducidos durante el procesamiento de polvos. International Journal of Pharmaceutics , 105(2), 125–135. doi : 10.1016/0378-5173(94)90458-8

[:0-4] 1 2 Zhang, Xu Yvon; Wilson, David J.; Hamers, Maartje F.; Pogge von Strandmann, Philip AE; Mulders, Josephina JPA; Plümper, Oliver; King, Helen E. (2025-01-16). "Acoplamiento de Li–Fe: Fraccionamiento de isótopos de Li durante la sorción en óxidos de Fe" . ACS Earth and Space Chemistry . 9 (1): 49– 63. Bibcode : 2025ESC.....9...49Z . doi : 10.1021/acsearthspacechem.4c00205 . PMC 11744929. PMID 39839373 .

[5] Vigier, N.; Decarreau, A.; Millot, R.; Cariñena, J.; Pequeño, S.; Francia-Lanord, C. (1 de febrero de 2008). "Cuantificación del fraccionamiento de isótopos de Li durante la formación de esmectita e implicaciones para el ciclo del Li" . Geochimica et Cosmochimica Acta . 72 (3): 780– 792. Código Bib : 2008GeCoA..72..780V . doi : 10.1016/j.gca.2007.11.011 . ISSN 0016-7037 .

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