AREA I - ARTE TECNICO SCIENTIFICA (ATS)
Capitolo ATS.F02: "Strutturistica Chimica" - Pagina 02

Gli argomenti di questa pagina sono stati inseriti da Ing. Michele Cuzzoni nel 2012, aggiornati il 21/04/2016, e sono desunti dalla Bibliografia riportata a fondo pagina.

Voi siete il gradito visitatore n.° :

 

 

Privacy Policy

 

 

Cristallografia e Cristalli

 

 

 

INDICE:

 

Cristallografia

In origine, scienza naturale di catalogazione, descrizione e rappresentazione di oggetti naturali, detti cristalli.

INDICE

 

Cristallo

Oggetto inanimato (regno minerale) dotato di particolari proprietà fisiche e geometriche.

 

Valore storico e culturale associato ai cristalli:

Estetico:              Gemme, Gioielli, Corone, etc.

(Politico)

Commerciale:     Investimenti, Borse, Collezionismo, etc.

Filosofico:           Teofrasto, Aristotele, Avicenna

Religioso:            Religioni ‘primitive’, Ebrei, Alberto Magno

Esoterico:            Plinio, Paracelso, Cristalloterapia

Astrologico:        San Gerolamo (V sec), Pietre dure

Tecnologico:       Rubini (Perni in Meccanica di Precisione)

                             Quarzo e Diamante (Abrasivi, Lame)

                             Quarzo, Fluorite, Calcite (Prismi, Lenti)

                             Galena (Trasmissioni Radio)

                             Quarzo (Orologi moderni)

                             Cristalli Liquidi (Display digitali)

                             Granati (Laser, Abrasivi)

                             Silicio (Transistors, Elettronica avanzata)

Scientifico:         Cristalli naturali non soggetti a Lavorazioni

 

Dall’osservazione sperimentale della regolarità di alcuni oggetti naturali:

· Ordine e simmetria dei cristalli di neve;

· Facce piane di cristalli di minerali;

· Superfici regolari di frattura, p.es. di metalli.

INDICE

 

Quesiti

Sono queste osservazioni evidenza di ordine e regolarità interna?

Esistono delle unità elementari di base?

INDICE

 

1) Keplero

(1611, Strena seu de nive sixangula): prime speculazioni sulla natura della simmetria senaria dei cristalli di neve, basate sull’osservazione che piccole sfere di ghiaccio possono dare un poligono regolare (esagono centrato). Non si spiega comunque come mai i cristalli sono ramificati né perché altri cristalli abbiano forme differenti.

INDICE

 

Caratteristiche morfologiche dei cristalli naturali

(G.Bauer, De re metallica, 1556; J.Kepler, De nive sixangula, 1611)

Forma: regolare, simmetrica;

· Aspetto: lucente o trasparente

· Dimensioni: da frazioni di millimetro a diversi metri! [Diamante di 0.8 kg; Quarzo di 6.5 m, 400.000 kg]

· Colori: Vari, anche molto intensi.

Quarzo, blue quartz, 12.5 mm - SiO2 - Calanda, Grischun, CH

Coll. G. Rüdlinger

 
Rutilo Sagenite, 5 mm - TiO2 - Deiren, Furka, Uri, CH

Coll. K. Koch

 
Titanite, 4mm - CaTiSiO5 - Val Russein, Grischun, CH

Coll. G. Rüdlinger

 
Calcite - CaCO3 - Rueun, Grischun, CH

Coll. Th. Schüpbach

 
Berillio, var. Acquamarina - Be3Al2Si6O18 - Gilgit, Pakistan

Coll. W. Kubli

INDICE

 

2) Hooke

(1665, Micrographia) evidenzia che corpi cristallini (o Adamantini), osservati al microscopio, hanno facce geometricamente definite (rombi, rettangoli, quadrati, esagoni, etc.), che dipendono dal diverso impaccamento di sfere o globuli di base.

INDICE

 

Le prime osservazioni sperimentali quantitative

(N.Stenone, 1669; D.Guglielmini, 1669; R. de l’Isle, 1783)

· I cristalli di una stessa specie hanno la stessa forma, ma dimensioni anche molto diverse.

· Gli angoli tra le facce piane (diedri) sono costanti.

· Le proprietà fisiche di cristalli sella stessa specie sono rigorosamente costanti (densità, durezza, punto di fusione, indice di rifrazione, colore, reattività).

· Esistono casi di cristalli con diversa morfologia ma stesse proprietà fisiche.

INDICE

 

3) Haüy

(ca. 1780, Essai d’une théorie sur la structure des cristaux) descrive come le diverse forme di cristalli naturali di calcite possono essere ottenuti dalla giustapposizione ordinata di oggetti elementari (molecole integranti). Si assume pertanto che un corpo cristallino è caratterizzato da un ordine interno, anche in assenza di evidenze sperimentali (XX secolo).

INDICE

 

Ipotesi dell’abate R.J.Haüy

(da osservazioni sul comportamento dei cristalli alla sfaldatura): (Théorie sur la Structure des Cristaux, 1782; Traité de Minéralogie, 1801; Traité de Cristallographie, 1822)

· Cristallo: aggregato di oggetti (molecole integranti) di uguale forma e simmetria, sempre più piccoli: Cubo di cubetti.

· Le proprietà fisiche sono determinate dalla natura dell’oggetto.

· Le diverse morfologie sono il risultato di diverse impalcature dello stesso oggetto. (con molecole sottrattive!)

· Analogia con il calcolo infinitesimale e concetto di limite.

· Legge della razionalità degli indici.

 

 

INDICE

 

 


Bibliografia


 
Bib-TS-081 - Prof. N. Masciocchi - Dispense del Corso di Laurea in Chimica - Insegnamento di strutturistica chimica
Bib-TS-082 - C.Hammond - The Basics of Crystallography and Diffraction - Ed. International Union of Crystallography and Oxford University Press, 240 pg. (Ed. italiana: Zanichelli)
Bib-TS-083 - J.P.Glusker & K.N.Trueblood - Crystal Structure Analysis: A Primer - Oxford University Press, 220 pg. (non tradotto).
 

TOP