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.

Abito cristallino

Si definisce abito cristallino il tipico aspetto dei cristalli determinato dallo sviluppo relativo delle facce e dalla prevalenza di una o più forme geometriche semplici caratteristiche.

Le principali condizioni che possono influenzare la crescita sono:

  • temperatura;
  • pressione;
  • durata dell’accrescimento;
  • composizione chimica;
  • spazio a disposizione per la crescita.

In base a queste condizioni, il cristallo può essere:

  • euedrale: cristallo completamente delimitato da facce, la cui crescita non è limitata o disturbata da cristalli o granuli;
  • subedrale: una via di mezzo fra euedrale e anedrale, sono presenti alcune facce cristalline;
  • anedrale: minerale privo di facce cristalline, e può mostrare superfici arrotondate o irregolari prodotte dal reciproco disturbo tra minerali adiacenti la cristallizzazione; è il frutto di un accrescimento “disturbato”, turbato da fattori esterni che influenzano la sua struttura cristallina.

Conoscere l’abito caratteristico di un cristallo, in cristallografia e mineralogia, può essere di aiuto sia per la sua identificazione per l’indicazione della specie mineralogica di appartenenza, che delle condizioni che si sono presentate durante la genesi di formazione dello stesso.

Tipologie di abito cristallino

Alcuni esempi di abiti cristallini più noti sono:

  • a bande: strutture di crescita tipiche delle agate;
  • aciculare: aggregato aghiforme con cristalli lunghi e sottili (natrolite, rutilo);
  • amigdaloidale: abito a forma di mandorla (heulandite, zircone, subedrale);
  • botrioidale o globulare: abito a forma di grappolo d’uva, masse emisferiche (ematite, pirite, malachite, smithsonite, emimorfite, adamite, variscite);
  • colonnare: aggregato con cristalli singoli sottili e lunghi cresciuti parallelamente (calcite, gesso/selenite);
  • cresta di gallo: cristalli tubulari ravvicinati (barite, marcasite)
  • cubico: cristalli di forma cubica (pirite, galena, halite);
  • dendritico: abito con struttura ramificata, arborescente a partire da un punto centrale (pirolusite, magnesite, rame nativo);
  • dodecaedrico: cristalli con geometria simile a quella di un dodecaedro (12 facce – granato);
  • drusa: aggregato con cristalli prismatici a punta che rivestono una superficie o una cavità (uvarovite, malachite, azzurrite);
  • emimorfico: cristalli terminati con due forme geometriche diverse alle estremità (emimorfite, elbaite);
  • enantiomorfico: aspetto simmetrico (quarzo, plagioclasio, staurolite);
  • equidimensionale: lunghezza, altezza e larghezza pressocché uguali (olivina, granato);
  • esagonale: a forma di esagono (6 facce – quarzo, hanksite);
  • fibroso/asbestoso: cristalli molto sottili e filiformi (serpentino, tremolite);
  • filiforme o capillare: a forma di capello o filo, estremamente sottile (zeolite);
  • foliato o micaceo: abito con piccoli cristalli piatti e sottili (mica, muscovite, biotite);
  • granulare: aggregati di cristalli anedrali in matrice (bornite, scheelite);
  • geode: aggregato chiuso, con cristalli prismatici a punta, tipico di ametista e citrino;
  • geminato: quando due cristalli condividono una parte del loro reticolo cristallino, il cristallo prende il nome di geminato;
  • lamellare: piccoli cristalli simili a piccole lame, sottili e piatti (actinolite, cianite);
  • mammellonare: abito a forma di mammella: la superficie è formata dall’intersezione di forme parzialmente sferiche, più ampie che in quello botrioidale, anche in aggregati concentrici (malachite, ematite);
  • massivo o compatto: abito con forma massiccia non definita, privo di superfici piane (limonite, turchese, cinabro, realgar);
  • nodulare o tuberoso: abito di forma grossolanamente sferica con protuberanze irregolari (calcedonio, geodi);
  • ottaedrico: a forma di ottaedro (8 facce – due piramidi unite alla base – diamante, magnetite);
  • piatto: piatto e sottile, a forma di tavoletta, più largo di quello lamellare e più sottile di quello tabulare (wulfenite);
  • piumoso: a forma di piccole piume (auricalcite, boulangerite, mottramite);
  • prismatico: cristallo ben definito, con aspetto simile ad un prisma (tormalina, berillo). Qualora il cristallo presenti doppia terminazione, viene definito biterminato;
  • pseudoesagonale: aspetto simile a quello esagonale dovuto alla germinazione ciclica (aragonite, crisoberillo);
  • raggiato o radiale o divergente: abito in cui i cristalli si irraggiano da un punto centrale senza formare forme stellari (stibnite);
  • rosetta o lenticolare: aggregato di numerosi cristalli appiattiti, simili a petali di rosa;
  • reniforme o colloforme: similare a botrioidale/mammellonare con intersezione di masse a forma di rene (ematite, pirolusite, greenockite);
  • reticolato: abito tipico di cristalli cresciuti formando una rete (cerussite);
  • rosetta o lenticolare: abito aggregato di lamelle a forma di rosa (gesso, barite, rosa del deserto);
  • sfenoidale: abito cristallino a forma di cuneo (titanite);
  • stalattitico: forma stalattiti o stalagmiti a forma cilindrica o conica (calcite, goethite);
  • stellato: abito a forma di stella – aggregati di cristalli che si irradiano da un punto comune formando sfere o semisfere (wavellite, zeofillite);
  • striato: non è un abito cristallino di per sé, ma un insieme di linee che possono crescere su determinate facce di certi minerali (tormalina, pirite, quarzo, feldspato sfalerite);
  • tabulare: cristallo prismatico molto appiattito (feldspato, topazio);
  • tetraedrico: abito cristallino a forma di tetraedro (tetraedrite, spinello, magnetite);
  • covone di grano: abito di aggregati somiglianti ai covoni di grano (stilbite);
  • tramoggia: abito analogo al cubico ma la parte esterna dei cubi è cresciuta più velocemente che quella più interna creando una concavità (halite, calcite).

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