Cristaloquímica

Los cristales poseen propiedades químicas especiales que varían según el tipo de elemento presente en los nudos de la red. La clasificación de los cristales y su estudio de acuerdo a estas características es la materia de la que se encarga la cristaloquímica.

Redes iónicas

Este tipo de enlace se basa en el intercambio de electrones libres entre átomos con carga eléctrica (iones). Los iones pueden ser negativos (aniones) o positivos (cationes). El resultado es una conexión química muy fuerte debido a la atracción eléctrica mutua entre las cargas opuestas del anión y el catión.

En un enlace de este tipo el catión ocupa la posición central de la red y a su alrededor se dispone una cierta cantidad (número de coordinación) de aniones. La cantidad de aniones depende del tamaño relativo de éstos y del catión central, lo que se llama radio iónico. En términos generales, un catión grande suele disponer de una mayor cantidad de aniones a su alrededor.

Este tipo de enlace es característico de una serie de minerales muy comunes:

  • Sulfatos y sulfuros.
  • Carbonatos.
  • Halogenuros.
  • Ciertos óxidos.

Redes covalentes

En el enlace convalente dos o más átomos se mantienen cohesionados debido a que comparten un número par de electrones (de dos en adelante). Es un tipo de edificio químico muy corriente entre elementos electronegativos.

Por sus peculiares características, se trata del enlace químico más fuerte que se conoce, aunque la consistencia de la red depende en gran medida de la orientación de los enlaces. El enlace covalente es propio de algunos compuestos muy comunes, como el agua, el amoniaco, la molécula de oxígeno o el metano, y también se encuentra en la mayor parte de los minerales duros, como el diamante.

Redes metálicas

Los cuerpos metálicos presentan un tipo de enlace de gran cohesión debido a que varios átomos comparten una nube de electrones que circulan de una órbita a otra sin pertenecer a un núcleo concreto. Esta propiedad, característica de elementos poco electronegativos, proporciona a los metales sus propiedades de dureza, tenacidad y gran conductividad electrotérmica.

Redes moleculares

En este caso, la red está formada por moléculas con carga neutra. La cohesión, muy débil, se basa en cargas eléctricas residuales de baja intensidad. Es característica de los compuestos orgánicos, aunque también existe en sustancias como el azufre.

Redes mixtas

En muchos casos una misma sustancia presenta una combinación de varios tipos de redes cristalinas, a menudo orientadas en planos o siguiendo un eje de simetría. En tales casos, la distribución de las redes y el predominio de una u otra determinará muchas propiedades de la sustancia, como la dureza o la conductividad eléctrica.

Un ejemplo típico de red mixta es el grafito, formado por átomos de carbono con enlace covalente muy fuerte distribuido en capas paralelas. Las conexiones entre las capas, sin embargo, son muy débiles, lo que permite separar láminas muy finas de este mineral con mucha facilidad.

Ejemplo de enlace mixto en el grafito. Los enlaces de Van de Waals, similares a los de los gases, mantienen unidas, a duras penas, las láminas de carbono.

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