3.

Cristallografia

Lo studio dell'accrescimento, della forma e delle caratteristiche geometriche dei cristalli è detto cristallografia.

Quando le condizioni lo permettono, ogni elemento o composto chimico cristallizza in una forma definita e caratteristica che corrisponde a una determinata disposizione degli atomi nel reticolo. Così ad esempio il sale da cucina (vedi Cloruro di sodio) forma cristalli cubici (ovvero gli atomi sono ordinatamente disposti ai vertici di un cubo) mentre il granato più comunemente si presenta in dodecaedri (solidi con 12 facce) o trisottaedri (con 24 facce).

Teoricamente sono possibili 32 classi di cristalli raggruppate in sei sistemi cristallini, definiti in base alla lunghezza e all'orientamento degli assi di simmetria, linee ideali che definiscono le proprietà di simmetria del cristallo. Quasi tutti i minerali comuni sono compresi in una dozzina di classi appartenenti a sistemi diversi. Le proprietà chimiche e fisiche dipendono dalla particolare disposizione atomica, cosicché cristalli appartenenti a un determinato sistema cristallino hanno caratteristiche comuni.

1.

Cubico

Questo sistema comprende cristalli con tre assi mutuamente perpendicolari e di uguale lunghezza.

2.

Tetragonale

Questo sistema comprende cristalli con tre assi mutuamente perpendicolari, due dei quali con uguale lunghezza.

3.

Ortorombico

Questo sistema comprende cristalli con tre assi mutuamente perpendicolari, ognuno di lunghezza diversa.

4.

Monoclino

Questo sistema comprende cristalli con tre assi di lunghezza diseguale, due dei quali (non perpendicolari) giacciono su un piano ortogonale al terzo.

5.

Triclino

Questo sistema comprende cristalli con tre assi diseguali e non mutuamente perpendicolari.

6.

Esagonale

Questo sistema comprende cristalli con quattro assi, tre dei quali giacciono su uno stesso piano, simmetricamente spaziati e di uguale lunghezza; il quarto asse è perpendicolare agli altri tre. Alcuni cristallografi dividono il sistema esagonale in due, denominando il settimo sistema trigonale o romboedrico.

Pochi elementi e composti possono cristallizzare in più sistemi cristallografici, dando luogo a sostanze che, seppure identiche in quanto a composizione chimica, posseggono proprietà fisiche diverse. Un esempio è fornito dal carbonio che cristallizza nel sistema trigonale come grafite e nel sistema cubico come diamante; questa forma, pur appartenendo allo stesso sistema del cloruro di sodio e del granato, è in una classe differente: cristallizza infatti in tetraedri (solidi a quattro facce) o ottaedri (solidi a otto facce).