¿Qué es Crystal Twinning?
Te presentas a una fiesta con la misma camiseta que tu amigo. Hermanamiento! O nota que hay tres pares de gemelos en su escuela. Hermanamiento! O la piedra del alféizar de la ventana está formada por dos cristales. Hermanamiento!
Si bien podríamos seguir hablando sobre las formas en que podemos usar la palabra «hermanamiento», el enfoque aquí estará en nuestro último ejemplo. Específicamente, el hermanamiento de cristales es cuando dos o más cristales se forman de manera simétrica en una sola muestra.
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Un cristal es un material que tiene una estructura específica, que incluye superficies simétricas y patrones tridimensionales. Los cristales están a nuestro alrededor, desde la sal de tus patatas fritas hasta la roca de cuarzo en el fondo de un río.
Si pudieras hacer zoom en un cristal y mirar sus átomos, notarías que están en arreglos simétricos que se repiten. Estos patrones repetidos en un cristal se denominan celosías cristalinas .
Imagine un punto de la red como cualquier punto dentro de la red cristalina donde podría colocar un átomo. Durante el hermanamiento, los puntos de celosía de un cristal se comparten con otro cristal. El área donde se separan los dos cristales se denomina límite gemelo . Finalmente, la superficie que comparten los cristales maclados y los puntos de celosía compartidos entre los cristales se denomina superficie de composición .
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Tipos y operaciones de hermanamiento
La forma en que pueden ocurrir los gemelos se basa en algunos factores llamados operaciones de hermanamiento, que están asociados con la simetría. Consigamos estos términos en nuestro haber antes de continuar.
- Imágenes especulares: a veces, los gemelos son imágenes especulares entre sí separadas por un límite de gemelos. El gemelo agregado se conoce como el plano gemelo.
- Rotación: aquí, hay una rotación alrededor de un eje y el eje de rotación agregado se denomina eje gemelo.
- Inversión: a veces, se produce un punto de simetría recién agregado, que se denomina centro gemelo.
El tipo de gemelos está determinado, en parte, por las operaciones de hermanamiento. Por ejemplo, los gemelos de contacto tienen una superficie de composición bien definida y son imágenes especulares entre sí. Los gemelos de penetración , por otro lado, no tienen una superficie de composición definitiva, y los cristales maclados pueden penetrar entre sí (de ahí el nombre). Los gemelos de penetración tienen un centro gemelo o un eje gemelo.
Formación
El hermanamiento de cristales puede ocurrir durante diferentes períodos de la vida de un cristal y, a menudo, se debe al estrés, como cambios de temperatura o presión. Exploremos tres mecanismos para el hermanamiento de cristales: crecimiento, transformación y deformación.
Crecimiento
La mayoría de los hermanamientos de cristales son el resultado del hermanamiento de crecimiento , que ocurre cuando se produce un cambio durante la formación y el crecimiento del cristal. Durante la formación normal de cristales, los átomos se superponen en un patrón.
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Sin embargo, en el hermanamiento de crecimiento, cuando se está formando el cristal, puede haber un átomo diferente o faltante en la estructura reticular, lo que cambia el patrón de formación del cristal. Esta diferencia podría deberse a un cambio de temperatura o presión.
Transformación
El hermanamiento de transformación ocurre después de que se forma el cristal y es el resultado de un cambio en la temperatura o presión que altera la forma en que se orientan los átomos. Por ejemplo, mientras que el cuarzo está compuesto de silicio y oxígeno, la forma en que está configurado puede variar dependiendo de la temperatura. El cuarzo alfa, por ejemplo, se convierte en cuarzo beta a 573 grados Celsius. Este cambio en la configuración del cuarzo puede provocar hermanamientos.
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Deformación
Por último, el hermanamiento por deformación ocurre cuando un cristal formado experimenta una tensión mecánica, como presión, que altera la estructura reticular del cristal. Por ejemplo, los átomos en la red cristalina serán empujados desde su ubicación original a una nueva ubicación.
Resumen de la lección
El hermanamiento de cristales es cuando dos o más cristales se forman de forma simétrica en una sola muestra. La región donde los dos cristales están separados entre sí se denomina límite gemelo . La superficie y los puntos de celosía compartidos entre los cristales maclados se denominan superficie de composición .
Nos centramos en tres tipos de operaciones de hermanamiento, que están asociadas con la simetría:
- Imágenes espejo: el gemelo agregado se llama plano gemelo.
- Rotación: el eje de rotación agregado se denomina eje gemelo.
- Inversión: se produce un nuevo punto de simetría y se llama centro gemelo.
Hablamos de dos tipos de gemelos de cristal:
- Gemelos de contacto : tienen una superficie de composición bien definida; son imágenes especulares el uno del otro.
- Gemelos de penetración : tienen una superficie de composición menos definida; tener un centro gemelo o un eje gemelo.
Por último, nos centramos en tres mecanismos para el hermanamiento de cristales:
- Crecimiento : cambio que se produce durante la formación de cristales; puede resultar en un nuevo patrón de crecimiento de cristales.
- Transformación : cambio de presión o temperatura que altera la orientación de los átomos en el cristal.
- Deformación : estrés mecánico sobre los cristales que se formaron; esto reorienta los átomos en la red, alterando así el cristal.
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