Breve historia da cristalografía (III): Goniómetros e óxidos doces

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 28 de novembro de 2013 Breve historia de la cristalografía: (III) Goniómetros y óxidos dulces, de César Tomé López, que pode lerse nesta ligazón.]

[O artigo previo da serie é Breve historia da cristalografía (II): As rochas con lingua e a urina de Hooke.]

581px-rome_de_lisle_crystal_model_of_unglazed_porcelain_collection_teylers_museum_haarlem_the_netherlands

Arredor de 1780, Arnould Carangeot recibiu unha encarga do seu xefe, Jean-Baptiste Romé de l’Isle: tiña de facer, con arxila, copias da súa colección de cristais. A tarefa non era doada en absoluto, aínda máis tendo en conta o puntilloso que podía chegar a ser De l’Isle. Pero iso non era problema ningún para o metódico e minucioso Carangeot. Este decatouse de que, se quería reproducir fielmente os cristais, era crítico que respectase os ángulos entre as súas caras, e para iso necesitaba medilos con precisión abonda. O compás era útil para os cristais meirandes, pero non para os máis pequenos. Carangeot, resolto, deseñou un aparello que lle permitise medir os ángulos: nacera o goniómetro de contacto.

goniometro-de-contacto

Empregando este goniómetro, De l’Isle recadou datos abondos para poder afirmar, en 1783, que a primeira lei da cristalografía de Steno era válida para todos os cristais, non só os de cuarzo e hematita.

Tendo en conta a íntima relación entre estrutura cristalina e composición química, non debe estrañarnos que o uso do goniómetro levase, pouco tempo despois da súa construción, a descubrimentos químicos.

barita

Cando René Just Haüy decidiu realizar unha serie de medicións nun conxunto de cristais etiquetados como «sulfato de barita», sorprendeulle o feito de que as mostras procedentes de Sicilia tivesen ángulos interfaciais diferentes das que viñan de Derbyshire, en Inglaterra. A diferenza era de tan só un par de graos, pero abondaba para convencer a Haüy de que debían ter unha composición distinta. O encargado de comprobar esta conxectura foi Louis-Nicolas Vauquelin, que demostrou que as mostras sicilianas eran realmente sulfato de estroncio.

640px-beryl_var-_emeraude_sur_gangue_muzo_mine_boyaca_-_colombie_15

Haüy tamén se decatou de que os ángulos do berilo e da esmeralda eran idénticos e aventurou que a esmeralda debía de ser unha versión verde do berilo. De novo, pediulle a Vauquelin que realizase as análises pertinentes, que tiveron como resultado, aplicando a mesma tecnoloxía electroquímica de contacto que empregara Hooke cos cristais de urea (a lingua), unha substancia igualmente doce en ambos os casos. A esta substancia acabouna chamando «berilia» (o primeiro nome foi «glucinia», pola súa dozura) e demostrou en 1798 que se trataba do óxido dun novo elemento. Finalmente o berilio elemental foi obtido a partir do cloruro por Friedrich Wöhler e, independentemente, por Antoine Bussy, ambos en 1828.

wollaston

O goniómetro de contacto converteuse así nunha ferramenta habitual para os cristalógrafos, e iso a pesar de ser, non obstante a súa utilidade, un aparello bastante groseiro, válido soamente para medicións cunha precisión de ata 15′ en cristais xeralmente grandes. Por iso era esperable que se inventase un dispositivo máis preciso pouco despois. Así, en 1809, William Hyde Wollaston describiu o goniómetro de reflexión ou óptico, que mide os ángulos entre as normais aos planos das caras dos cristais. Este goniómetro permitía medir ángulos cunha gran precisión en cristais moito máis pequenos, incluídos aqueles que, preparados no laboratorio, non excedían un par de milímetros.

foshag-2-c-g

Durante a primeira metade do século xix, o goniómetro óptico foi refinándose cada vez máis: engadíuselle un anteollo para centrar o cristal e, posteriormente, outro para observar as reflexións, o que facilitou moito as medicións; un colimador para conseguir un feixe de luz paralelo, e, finalmente, unha fonte de luz artificial. Construíronse goniómetros con deseños e xeometrías moi diferentes, como o de Eilhard Mitscherlich ou o de Jacques Babinet, que aumentaron a precisión ata 30″.

En 1874 William Hallowes Miller deu un primeiro paso cara ao goniómetro de dous círculos montando un goniómetro Wollaston sobre outro. Pero non foi ata 1890 que Ievgraf Stepánovich Fiódorov desenvolveu o goniómetro óptico de dous círculos, que facilitaría moito tanto a precisión como a realización da medida.

skalwold_goniometer

O goniómetro de dous círculos mantívose como un instrumento cristalográfico estándar, con melloras menores, durante o século posterior. Só comezou a ser substituído polo aparecemento de difractómetros automatizados controlados por ordenador na década de 1970.

[O seguinte artigo da serie é Breve historia da cristalografía (IV): Átomos e balas de canón.]


Sobre o autor: César Tomé López (@EDocet) é químico e divulgador científico, autor de Experientia docet e editor xefe do Cuaderno de cultura científica e de Mapping Ignorance.

Advertisements

Deixar unha resposta

introduce os teu datos ou preme nunha das iconas:

Logotipo de WordPress.com

Estás a comentar desde a túa conta de WordPress.com. Sair / Cambiar )

Twitter picture

Estás a comentar desde a túa conta de Twitter. Sair / Cambiar )

Facebook photo

Estás a comentar desde a túa conta de Facebook. Sair / Cambiar )

Google+ photo

Estás a comentar desde a túa conta de Google+. Sair / Cambiar )

Conectando a %s