Breve historia da cristalografía (VII): Moléculas, superfluidades e contaminacións

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 26 de decembro de 2013 Breve historia de la cristalografía: (VII) Moléculas, superfluidades y contaminaciones, de César Tomé López, que pode lerse nesta ligazón.]

[O artigo previo da serie é Breve historia da cristalografía (VI): O crego rompecristais.]

moleculas-integrantes

A teoría de Haüy introduciu na cristalografía un concepto fundamental: o da periodicidade. Nos primeiros estudos sobre o empaquetado de esferas a periodicidade estaba implícita, pero foi Haüy quen fixo énfase neste punto. De Haüy en diante os cristais comezaron a considerarse agregados de materia onde esta se repite periodicamente. Esta visión mantívose inalterada ata a descuberta dos cuasicristais na década de 1980, e segue sendo correcta na inmensa maioría dos casos.

Máis interesante é que, desde un punto de vista puramente químico, afirmar que un cristal é unha ordenación periódica tridimensional de unidades poliédricas implica que cada unidade ten de ter a mesma composición química ca o conxunto e, se esta unidade é realmente a máis pequena, representa unha «molécula» do composto. Haüy era plenamente consciente disto. Así, no seu Essai d’une théorie sur la structure des cristaux (1784), ás unidades constituíntes fundamentais chamáballes molécules intégrantes. O seu emprego da palabra «molécula» para se referir a un grupo de átomos conectados está na mesma liña do uso que se facía desta palabra desde mediados do século xvii, cando Pierre Gassendi a empregou en Syntagma philosophiae Epicuri (1646).

Seguir lendo

Breve historia da cristalografía (VI): O crego rompecristais

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 19 de decembro de 2013 Breve historia de la cristalografía: (VI) El cura rompecristales, de César Tomé López, que pode lerse nesta ligazón.]

[O artigo previo da serie é Breve historia da cristalografía (V): Cristais de neve, Frankenheim ou o novo Euclides.]

rene-just-hauy-el-cura-rompecristales

Durante a década de 1770 o novísimo crego René Just Haüy adoitaba pasar unha boa parte do seu tempo no xardín botánico de París. Había tempo que se interesaba na ciencia e decidira que ía estudar botánica. Co gallo de avanzar nos seus estudos mercou un exemplar do Systema naturæ de Linné. Pouco despois comezou a desatender os seus asuntos botánicos e a asistir ao curso sobre mineraloxía que impartía Louis Jean-Marie D’Aubenton. Cando concluíu o curso, Haüy dedicaríase só aos minerais.

calcita

Se houbésemos de crer a Georges Cuvier, o primeiro achado de Haüy debeuse á serendipia. En 1780, mentres observaba un fermoso agregado de grandes cristais prismáticos de calcita, un dos prismas rompeu, caeu ao chan e esnaquizouse. Sorprendentemente, todos os anacos tiñan a mesma forma, non prismática, senón romboédrica coma o espato de Islandia, outra variedade de calcita. Este feito ocorrería na historia centenares de veces pero, como diría despois Pasteur, «o azar favorece a mente preparada». Haüy correu ao seu estudio, colleu un grande escalenoedro de calcita e, sen dubidalo, arreoulle unha martelada: os fragmentos eran todos romboédricos. Haüy acadou a conclusión de que todos os cristais de calcita, independentemente do seu hábito (aspecto xeométrico) externo, están compostos de «moléculas» romboédricas. Non nos resistimos ao xogo de palabras facilón; Haüy, como abade, coñecía ben o tema: o hábito non fai ao frade, neste caso, ao cristal.

Seguir lendo

Breve historia da cristalografía (V): Cristais de neve, Frankenheim ou o novo Euclides

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 12 de decembro de 2013 Breve historia de la cristalografía: (V) Copos de nieve, Frankenheim o el nuevo Euclides, de César Tomé López, que pode lerse nesta ligazón.]

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

Viamos na entrega anterior desta serie que Kepler mantivera unha correspondencia moi interesante con Thomas Harriot e que, no transcurso desta, Harriot lle mencionara a Kepler o problema do empaquetado de esferas. Diciamos tamén que Kepler chegou decontado á conxectura que leva o seu nome.

8629790711_eef26cd72b_z
Fonte: Alexey Kljatov

Como parte deste proceso, Kepler decatouse de que o empaquetado compacto de esferas nunha soa capa daba lugar a estruturas hexagonais que evocan un panal de abellas. Isto levouno a cuestionarse (e a buscar unha resposta satisfactoria) sobre a forma hexagonal dos cristais de neve no seu tratado de 1611 Strena seu de nive sexangula («Un cristal de neve hexagonal»). Isto xa era bastante excepcional, pois daquela non era común o coñecemento sobre a forma dos cristais de neve.

Olaus Magnus Historia om de nordiska folken

Seguir lendo

Breve historia da cristalografía (IV): Átomos e balas de canón

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 5 de decembro de 2013 Breve historia de la cristalografía: (IV) Átomos y balas de cañón, de César Tomé López, que pode lerse nesta ligazón.]

[O artigo previo da serie é Breve historia da cristalografía (III): Goniómetros e óxidos doces.]

A idea de que a divisibilidade da materia sexa finita é antiintuitiva. Agora pode semellarnos evidente porque medramos coa idea dos átomos, pero non é en absoluto un concepto evidente. A pesar diso, estivo presente na filosofía practicamente desde o seu comezo.

bhagavad_gita

E non soamente filosofía occidental. Moitos afirman que probablemente fose Kanada, alá polo século ii a. de C. (se ben algunhas fontes din que viviu no século vi a. de C.), quen introduciu no pensamento hindú o concepto de anu ou aṇor (átomo). A verdade é que o Bhagavad-gītā, con seguridade do século ii a. de C. ou anterior, xa recolle, no capítulo oito, versículo nove, o seguinte (énfase nosa):

kaviṃ purāṇam anuśhāsitāram
aṇor aṇīyānsam anusmared yaḥ
sarvasya dhātāram achintya-rūpam
āditya-varṇaṃ tamasaḥ parastāt

Seguir lendo

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. Seguir lendo

Breve historia da cristalografía (II): As rochas con lingua e a urina de Hooke

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 21 de novembro de 2013 Breve historia de la cristalografía: (II) Las rocas con lengua y la orina de Hooke, de César Tomé López, que pode lerse nesta ligazón.]

[O artigo previo da serie é Breve historia da cristalografía (I): Protociencia, do «Homo erectus» a Linné.]

640px-cryst_struct_teo2

Os libros modernos de cristalografía adoitan comezar cunha versión simplificada do concepto puramente matemático (de teoría de grupos e xeometría) de retículo: unha malla ou cela unidade que é capaz de ocupar todo o espazo sen deixar ocos nin superporse (esta é a definición de teselado en tres dimensións). Porén, os libros de texto de mediados do século xx e anteriores, que teñen un enfoque máis macroscópico da cristalografía, adoitan reflectir nalgún punto a primeira lei da cristalografía, a saber, «os ángulos entre dúas caras correspondentes dun cristal de calquera especie química son constantes e característicos da especie». Esta lei foi a primeira afirmación científica da cristalografía e, se ben hoxe pode semellarnos un truísmo digno de Pedro Grullo, precisáronse dous milenios de observacións cristalográficas para establecela.

Efectivamente, as observacións do aspecto dos cristais de calquera substancia amosaban que a súa forma non era constante, polo que era esperable que os ángulos entre as súas caras non o fosen tampouco. Xa mediaba o século xvi cando Conrad Gesner escribiu en De rerum fossilium, lapidum et gemmarum (1564) que «un cristal difire doutro nos seus ángulos e, conseguintemente, na súa figura». Precisouse un excepcional observador da natureza para ver alén da aparencia: Niels Steensen.

Seguir lendo

Breve historia da cristalografía (I): Protociencia, do «Homo erectus» a Linné

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 15 de novembro de 2013 Breve historia de la cristalografía: (I) Protociencia, del “Homo erectus” a Linneo, de César Tomé López, que pode lerse nesta ligazón.]

imagen-1

De poucas ciencias pode afirmarse que teñan unha orixe anterior á mesma especie humana. A fascinación que exercen os cristais xa levou os antecesores do Homo sapiens a recollelos, conservalos e empregalos como ferramentas. Este é o caso dos cristais de cuarzo que se atoparon entre ósos de Homo erectus pekinensis de entre 250 000 e 700 000 anos de antigüidade e utensilios de pedra escavados na cova de Zhoukoudian (China). Porén, é curioso que algúns destes cristais non amosen signos de seren usados e poderían ter algunha outra función, posiblemente decorativa ou cerimonial. Ocorre o mesmo cos seis cristais de cuarzo non utilitarios atopados en Singi Talav (preto de Didwana, no deserto de Thar, Rajasthan, India) nunha capa arqueolóxica ocupada por Homo erectus hai entre 150 000 e 300 000 anos.

Seguir lendo