FMF - Foro de Mineralogía Formativa

[Al mar]

Bueno, como ya sabeis he estado fuera un tiempo por temas de estudios y eso , pero ya he regresado con más fuerzas que nunca a este foro. Hace unos días, volví a Tuplaneta , la razón no es otra que el 1 de Junio se acababa el concurso de fotografía , pero vamos, que no es que le tenga manía a nadie..

Un saludo

[maxi]

Hola a todos, estoy preparando una materia y no me termina de quedar claro el concepto de nucleación y posterior crecimiento del cristal, si alguien me pudiera dar una breve explicación se lo agradeceré.
Saludos

[prcantos]

Hola, Maxi. Supongo que en estos dos años ya habrás podido aclarar el tema. Pero acabo de ver tu pregunta y aprovecho el hilo para redirigir al tema de maclas cíclicas donde se habla en algunos momentos de este tipo de cosas (nucleación y crecimiento cristalino). Por si a alguien más le sirve de ayuda.

[Josele]

Recupero este antiguo e ignorado tema pues me parece muy interesante. Siempre me he preguntado porqué en una geoda a veces encontramos unos pocos individuos minerales bien desarrollados y otras un sinfín de minúsculos cristalitos. Pues eso depende de las condiciones de nucleación, de que ésta se produzca en pocos o en muchos puntos a la vez.
Tras buscar información y leer un poco, apunto aquí cuatro cosas que me han parecido curiosas, que quizás puedan interesar a otros foreros y que ojalá que animen a alguien a explicar algo más sobre el tema.

En cristalografía, la nucleación es el embrión en el primer instante de la formación de un cristal, la primera celda unidad de su estructura cristalina a la que se irán agregando más y más iones siguiendo la pauta inicial conforme el cristal vaya creciendo.
Cuando ciertos cambios en las condiciones termodinámicas de una solución provocan el inicio de la precipitación, entra en juego la nucleación. Pasar del estado líquido (en solución o fundido) a estado sólido conlleva un consumo de energía para la construcción de la interfaz sólido/líquido. Y, por lo visto, la nuceación se produce mas fácilmente sobre un sólido preexistente, que puede ser una base mineral previa, una mota de polvo o las paredes de la geoda (o de un tubo de ensayo en el caso de cristalización artificial). Entonces se le llama nucleación heterogénea.
La nucleación homogénea ocurre enmedio de la solución, sin un apoyo sólido previo y se da con mucha menor frecuencia pues necesita una mayor energía para iniciarse. ¿Vendrán de ahí los ejemplares flotantes?

La nucleación, que es un fenómeno que se produce cuando hay un cambio de estado, también al pasar de líquido a gas, se produce siempre en puntos muy concretos donde la formación de la interfaz exige, por alguna razón, menos energía. Esto se ve fácilmente si observamos una copa de cava: las burbujas parecen iniciarse una tras otra en unos puntos concretos.

Aquí hay un extenso trabajo sobre el tema: Principles of Crystal Nucleation and Growth

Saludos.

[arturo shaw]

Dos comentarios...

La primera celda no se considera un cristal, cuándo hay pocas celdas se destruyen fácilmente por el mismo mecanismo que se crearon. Hace falta unos cuantos millones de celdas unidad juntas para que consideremos que eso es un cristal.

Los flotantes se forman cuándo cristales "grandecitos" se sueltan de las paredes de la geoda (por terremotos por ejemplo) caen dentro y después siguen creciendo y les nace "la otra punta". Normalmente.

Saludos

Arturo

[Frederic Varela]

Aporto un enlace con información en castellano sobre este tema:
Crecimiento de cristales en la naturaleza: morfologías de crecimiento e implicaciones genéticas.
Saludos.

[Josele]

[arturo shaw]

Muy buenos ambos enlaces. El tuyo Josele no lo tenía y "me estaba haciendo falta". Gracias

Arturo

[Josele]

Leyendo, leyendo, se entera uno de que la nucleación cristalina juega un papel importante en algunos “misterios” minerales:


> Epitaxia
Si la nucleación tiene lugar sobre un sustrato mineral cuya estructura encaja -o casi- en algunos puntos con la que está formándose, puede ocurrir que la primera celda unidad se coloque de forma ordenada respecto a la estructura del sustrato, produciéndose epitaxia. Esto pasa porque en estos casos de redes cristalinas compatibles el consumo de energía necesario para el cambio de fase de la primera celda unidad es menor, ya que algunos enlaces entre la nueva celda y el sustrato coinciden y se complementan. Esta disminución de consumo energético se traduce en que es necesaria una menor sobresaturación para que comience la cristalización.


> Maclas
Está generalmente aceptado que la mayoría de las maclas de crecimiento se originan en la etapa inicial de la cristalización, es decir, durante o poco mas allá de la nucleación. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando un hueco vacante en la celda es pretendido por dos iones al mismo tiempo, incorporándose ambos en una posición anormal que permitirá a partir de entonces el crecimiento simultáneo de dos redes idénticas pero en distinta orientación. Los átomos o moléculas que hacen contacto con ambas redes precisan de mayor energía para su incorporación, por lo que un embrión maclado solo puede ocurrir en condiciones de sobresaturación relativamente alta.


> Tamaño
Que en una geoda aparezcan pocos y grandes cristales o muchos y pequeños depende sobre todo de la evolución del grado de sobresaturación. Unas condiciones estables de baja sobresaturación tenderán a crear pocos núcleos cristalinos -y a que parte de ellos se autodestruyan-, saliendo adelante pocos y grandes cristales. Dichas condiciones solo pueden existir en soluciones con escaso o nulo aporte de sales y en condiciones termodinámicas que varíen lentamente, al ritmo justo para compensar la desaparición de iones disueltos al irse incorporando al cristal y mantener la sobresaturación en niveles bajos y constantes a lo largo del tiempo.


> Polimorfos
La precipitación de carbonato cálcico en forma de calcita o de aragonito depende de las condiciones termodinámicas y de otros factores. En una cueva kárstica, a presión atmosférica y temperatura ambiente, la nucleación siguiendo la estructura de la calcita requiere menos energía que siguiendo la del aragonito, por lo que la inmensa mayoría de los espeleotemas son de calcita. Sin embargo, la presencia de cierta concentración de magnesio entorpece la nucleación de la calcita, dando paso a que se produzca la del aragonito. Ésta es la razón, según dicen estudiosos de la Gruta de L’Aguzou, de la formación de aragonito en esa cueva, situada en unas calizas dolomíticas donde abunda el Mg.

Los campos magnéticos también pueden influir en el proceso de nucleación favoreciendo, directa o indirectamente, la formación de aragonito. Este fenómeno ha sido aprovechado para combatir la formación de cal en las conducciones de agua de consumo, aunque con unos resultados muy inferiores a los anunciados por los fabricantes de artilugios para ese fin, como he comprobado personalmente.

[yowanni]

Interesantes ejemplos Josele :-)