L’assenza di regolarità e forma cristallina implica che un solido di una specie chimica (pura) non possiede regolarità ed ordine interno?

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Es.: Ferro ed acciaio fatti a pezzi perdono la loro forma caratteristica, la loro lucentezza, etc.; ciononostante, l’ordine interno non ne è sostanzialmente modificato.

Es: Molti materiali opachi, fragili, deformabili, etc. hanno caratteristiche cristalline: talco, grafite, polietilene, etc.

Alla luce della conoscenza della natura degli atomi, delle molecole e delle forze che ne regolano il movimento relativo, l’osservazione di Hooke si trasforma in:

· I cristalli sono oggetti macroscopici che contengono un alto numero di oggetti elementari la cui ripetizione ordinata nello spazio genera sistemi con regolarità geometrica, facce piane, particolare lucentezza, etc.

· Gli oggetti elementari hanno forme e dimensioni le più disparate, e si pongono a contatto secondo leggi geometriche ben precise, come se fossero oggetti impenetrabili che si impaccano nello spazio.

· Nel momento in cui oggetti elementari impaccano in un cristallo, lasciano dello spazio vuoto (interstizi), il numero e la forma dei quali possono essere diversi di caso in caso,ma caratterizzano la fase cristallina in esame. Come regola generale, quasi tutte le specie cristalline note minimizzano gli interstizi (o spazio vuoto), grazie alla natura delle forze intermolecolari.

Osservazioni aggiuntive:

· Molti cristalli non solo hanno facce piane ma, date determinate condizioni ideali di crescita, posseggono identiche forme geometriche (poliedri convessi).

· Se alcuni cristalli vengono spezzati, i frammenti risultanti mostrano poliedri simili con facce piane (sfaldatura).

· Alcuni cristalli (cordierite) mostrano colorazioni differenti se osservati in direzioni diverse (pleocroismo).

· Alcuni cristalli (grafite –C; cianite – Al2SiO5) sono duri in alcune direzioni e facilmente rigabili in altre. La durezza è una grandezza vettoriale.

· Il fronte di fusione di aluni cristalli (gesso) non è sferico, ma ellissoidale. La conducibilità termica è una grandezza vettoriale.

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Dato che qualsiasi proprietà fisica di un cristallo, in ogni sua parte, dipende solo dalla direzione e non da quale parte è presa in considerazione, i cristalli sono oggetti fisici intrinsecamente omogenei.

L’omogeneità è di tipo periodico, non statistico.

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Posso avere tre livelli di descrizione:

Struttura della Penicillina (sale di potassio):

Potassium benzylpenicillin, K[C16H17N2O4S] - D.Crowfoot, et al. (Nobel per la Chimica 1964) - The Chemistry of Penicillin, 310, 1949

La Cristallografia ci dà gli strumenti teorici e sperimentali per ricostruire un’immagine analitica, figurativa, tridimensionale del contenuto di una ‘cella’ cristallina.

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