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 Cristalli

 I cristalli nella storia

Accanto a reperti archeologici preziosi, nei musei, vengono esposti i cristalli e questo ci fa capire che già nell’antichità, le pietre preziose vengono utilizzate, sia per la loro bellezza, che per le loro proprietà.

I cristalli vengono utilizzati dai popoli antiche per adornare le vesti dei sacerdoti, scettri, corone, oggetti liturgici e le porte delle città.

In guerra vengono utilizzati per invocare protezione e fortuna da tutti i popoli, dai Greci ai Fenici, dagli Egizi ai Babilonesi, dai Romani agli Ebrei.

L’antica tradizione ebraica narra dell’esistenza di un pettorale miracoloso, utilizzato dall’ephod, il sommo sacerdote, formato da due quadri di stoffa su ognuno dei quali sono incastonare dodici pietre, tante quante le tribù di Israele; le pietre, divise in tre file, sono: sardonice, topazio, smeraldo; nella seconda: rubino, zaffiro, diaspro; nella terza: opale, agata, ametista; nell'ultima: crisolito, onice e berillo.

Nell’antica dinastia Maya i cristalli di rocca vengono immersi nell’idromele, la bevanda per gli antichi simbolo d’immortalità, e che anche oggi, viene utilizzata in alcune zone della Bretagna per predire il futuro ed è impiegata dagli sciamani del Borneo e dell’Africa per individuare le malattie.

 La formazione dei cristalli

 La parola cristallo deriva dal greco krystallos e significa ghiaccio.

Il cristallo è un solido omogeneo, caratterizzato da una distribuzione ordinata tridimensionale di atomi e che ha, di norma, la forma di poliedro delimitato da facce, spigoli e vertici, tutti disposti secondo rigidi criteri geometrici.

E’ una formazione minerale solida che ha una disposizione periodica e ordinata di atomi ai vertici di una struttura reticolare che si chiama reticolo cristallino che dà al cristallo una forma geometrica definita.

La terra è composta per l’85% di cristalli, composti da minute particella, gli atomi, che sono a loro volta agglomerati da particelle più piccole chiamate protoni, elettroni e neutroni.

I cristalli si formano per solidificazione graduale di sostanze disciolte  in un liquido o per sublimazione di un gas.

Caratteristica distintiva dei cristalli, dovuta proprio alla loro struttura, è l'anisotropia, cioè presentare proprietà fisiche e chimiche a seconda del loro orientamento nello spazio.

Alcuni cristalli hanno origine dal magma di gas infiammati esistenti all’interno della terra o nei fiumi di lava vulcanica, che emergono dal cratere e raggiungono la superficie terrestre, altri ancora invece sono prodotti dai vapori che fuoriescono nelle regioni vulcaniche.

Altra tipologia di cristalli è quella, che si origina in seguito all’evoluzione di soluzioni acquose o grazie al contributo di organismi sulla superficie terrestre o ancora, mediante la cristallizzazione di minerali già esistenti e che sono sottoposti a considerevoli temperature  e forti pressioni negli strati profondi della crosta terrestre.

Le caratteristiche  e la formazione di un struttura cristallina dipendono dalle condizioni e dalla rapidità del processo di solidificazione e anche da temperature, pressione e condizione del fluido.

Nei casi in cui vi è bassa velocità di raffreddamento è l’ambiente offre fessure, dette litoclasi, nella roccia già formata il fluido riesce a penetrare con pressione formando delle bolle sferiche, chiamate gèodi, e il minerale cristallizza assumendo forme geometriche visibili ad occhio nudo, cioè i cristalli.

Cristalli geminati

I cristalli raramente crescono isolati perché spesso si sviluppano a breve distanza, formando dei raggruppamenti oppure si creano delle associazioni che apparentemente sembrano un unico cristallo, ma che invece sono due o più cristalli uniti in maniera simmetrica. 

Questi cristalli sono chiamati geminati perché rappresentano l’unione di individui cristallini compenetrati o l’unione di cristalli con un superficie piana in comune e sviluppano una forma maggiormente regolare.

Forme e sistemi cristallini

I cristalli dei minerali e delle gemme grezze si presentano in un’infinità di forme diverse dietro cui vi è un ordine preciso, secondo semplici leggi matematiche.

La geometria dei cristalli li divide in tre gruppi: monometrico, dimetrico e trimetrico e i gemmologi seguono i medesimi criteri di classificazione perché quasi tutte le gemme sono minerali.

I cristalli che appartengono al gruppo monometrico, detto anche sistema cubico, presentano un aspetto rotondeggiante con molte facce, ma le forme più comuni sono i cubi, ecco perché sistema cubico, ma anche ottaedri e tetraedri, esempio ne è il diamante.

I cristalli che appartengono al gruppo dimetrico o trigonale si presentano sotto forma di rombo, prisma, piramide e tra le gemme più importanti vi sono il rubino, lo zaffiro ed il quarzo.

Poi vi è il sistema tetragonale i cui cristalli sono sottili e le forme più comuni sono il prisma e  la piramide; la gemma più importante è lo zircone.

Al sistema esagonale appartengono i cristalli a forma di prisma, esagono o piramide e le gemme più importanti sono lo smeraldo e l’acquamarina.

Il gruppo trimetrico, invece, presenta cristalli corti e tozzi, con forma rettangolare o a rombo e tra le gemme più preziose vi è il topazio.

Sempre del sistema trimetrico fanno parte i cristalli tozzi con facce inclinate, appaiate alle estremità che fanno pensare ad un rettangolo distorto; tra le gemme appartenenti a questa categoria vi è la kunzite.

Infine vi è il gruppo dei cristalli triclini, di soliti appiattiti, con bordi affilati e tra le gemme più conosciute vi è il turchese.

Proprietà dei cristalli

Tra le proprietà dei cristalli vi è quella della piroelettricità, cioè il cristallo acquista carica elettrica se viene compresso o riscaldato e questa capacità li rende sfruttabili nell’industria.

Ad esempio il quarzo è molto utilizzato in elettronica ed elettrotecnica, nei transistor infatti, le proprietà dei cristalli di silicio e germanico li rendono utilizzabili per amplificarle correnti elettriche.

Altro esempio è la batteria solare, che grazie all’uso di cristalli di silicio e solfuro di cadmio, converte la luce in energia elettrica.

Il colore dei cristalli

Il colore di un cristallo, che spesso affascina, dipende o dal composto chimico di cui il minerale è costituito, oppure da elementi estranei che sono presenti al suo interno.

Nel primo caso un esempio è il solfato di rame che si trova in natura, viene utilizzato come medicamento in agricoltura e si caratterizza per un colore azzurro intenso.

Nel secondo caso, piccole quantità di cobalto rendono verde lo smeraldo e rosso vivo il rubino, infatti il cobalto crea colorazioni che spaziano dal rosa al violetto.

I colori scuri o il nero dipendono invece dalla presenza di un metallo in due stati diversi di valenza, ad esempio la tormalina contiene sia ferro ferroso che ferrico.

Vi sono casi in cui però, il colore dipende da imperfezioni del reticolo cristallino stabilizzate dalla presenza di impurità, anche in tracce esigue, ecco perché cristalli di uno stesso minerale, presentano la medesima composizione, ma colore o intensità di colore differente.

In questi casi si ricorre a trattamenti fisici del cristallo, come ad esempio i raggi gamma o i raggi x, che fanno scomparire o modificano una certa colorazione.

Nel mondo delle gemme queste tecniche vengono adoperate soprattutto per rinforzare colori già esistenti o produrre varietà meno comuni e quindi per gli appassionati di collezionismo di cristalli.

Il collezionismo di cristalli

Il collezionismo di cristalli deve essere inteso, non come una semplice raccolta di nomi, proprietà, colori, ma è una ricerca aggiornata, spesso che contiene esemplari introvabili, che permette all’appassionato di capire, conoscere, sperimentare, analizzare la scienza.

Permette di entrare in possesso di conoscenze di aree geografiche oggi inesistenti o lontane, perché ricostruendo la formazione di un cristallo si risale al luogo ed al tempo, arricchisce e consente lo sviluppo di conoscenze scientifico - naturalistiche  legate al mondo della geologia, della geometria, della chimica e di ideare il possibile impiego dei cristalli nell’industria. 

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