Estructura cristalina: una estructura cristalina se describe dando la red y el motivo del cristal. El enrejado da la periodicidad de la estructura cristalina. Nos dice cómo se repiten las cosas (átomos o moléculas) en el espacio. El motivo nos dice qué (átomo o molécula) se repite. Vea mi respuesta a ¿Qué es la estructura cristalina? para más detalles,
Sistema de cristal: una estructura de cristal se clasifica en 32 clases de cristal en función de su simetría de grupo de puntos (ejes de rotación o rota-reflexión). Estos grupos de 32 puntos se clasifican en 7 sistemas de cristal basados en cierta simetría característica.
La simetría característica de 7 sistemas de cristal es la siguiente
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- Cúbico: cuatro ejes de 3 pliegues.
- Tetragonal: un solo eje de 4 pliegues
- Ortorrómbico: tres ejes de 2 pliegues
- Hexagonal: un eje de 6 pliegues
- Trigonal: un eje de 3 pliegues
- Monoclínico: un solo eje doble
- Triclínico: eje 1 veces
Los ejes en la lista anterior pueden ser eje de rotación puro o un eje de inversión rota.
Resumen: En resumen, una estructura cristalina nos informa sobre la simetría traslacional del cristal (cómo se distribuyen los átomos en el espacio). Esta información se proporciona indicando su tipo de red Bravais (uno de 14) y el motivo. El sistema de cristales (uno de 7) nos informa sobre ciertos elementos característicos de simetría de puntos que poseerá esta estructura cristalina. El grupo de puntos (o la clase de cristal) nos dirá todas las simetrías de puntos que poseerá el cristal.
Ejemplo: considere el cobre (Cu). Su estructura cristalina está dada por su red Bravais y el motivo. El enrejado es cúbico centrado en la cara (FCC), y el motivo es un átomo en el punto de la red. Por lo tanto, puedo construir la estructura de Cu comenzando con una celda unitaria FCC y colocando un átomo en cada uno de sus centros de esquina y cara. Cuando se repite en el espacio, esta celda unitaria genera la estructura cristalina de Cu.
El sistema de cristal es cúbico. Esto ya está oculto en su nombre de red, ‘cúbico centrado en la cara’. Esta es una convención cristalográfica estándar. El nombre de la red Bravais siempre incluirá el nombre del sistema de cristal. Como pertenece al sistema de cristal cúbico, sabemos de inmediato que poseerá cuatro ejes triples. Puede tener más simetrías de puntos que estas, pero el sistema de cristal no nos lo dirá. Para eso necesitamos su clase de cristal o grupo de puntos. Para Cu es [math] m \ bar3m [/ math]. Esto ahora nos dice todas las simetrías de puntos que tiene el cristal. en particular, nos dice que los cuatro ejes de 3 pliegues no son simples ejes de rotación (3) sino ejes de rotoinversión ([matemática] \ bar3 [/ matemática]). También nos dice, al consultar las tablas de grupos de puntos, que también tiene ejes de 4 pliegues (¡no es necesario para todos los cristales que pertenecen al sistema de cristal cúbico!) Aparte de los ejes de 2 pliegues y los planos espejo ( m ).
La importancia del sistema cristalino está en la simetría de las propiedades físicas. Por ejemplo, el hecho de que Cu pertenece al sistema de cristal cúbico asegura que será isotrópico en conductividad eléctrica pero no en módulo elástico. Este es un resultado general, cualquier cristal que pertenezca al sistema de cristal cúbico será isotrópico en cualquier propiedad descrita por un tensor de segundo rango (por ejemplo, conductividad eléctrica) pero no necesariamente isotrópico para una propiedad de 4to. tensor de rango (por ejemplo, módulo elástico).
