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cristallografìa

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Descrizione generale

sf. [sec. XIX; cristallo+-grafia]. Scienza che studia la forma, la struttura interna, le proprietà chimiche e fisiche dei cristalli. Come scienza autonoma, distinta dalla mineralogia, la cristallografia nacque verso la fine del sec. XVIII con l'enunciazione, da parte di J. B. Romé de l'Isle e di R. J. Haüy, delle leggi della costanza dell'angolo diedro e della razionalità degli indici. I precedenti studi di N. Stenone e di D. Guglielmini infatti non erano riusciti nell'intento di trovare una separazione fra indagine mineralogica e indagine cristallografica. L'ideazione, agli inizi del sec. XIX, dei goniometri a riflessione, per merito soprattutto di W. H. Wollaston, consentì di verificare le leggi enunciate da Romé de l'Isle e da Haüy e di riconoscere, per merito di C. S. Weiss e F. E. Neumann, l'esistenza di sette sistemi di simmetria. Un'altra tappa importante per il progresso della cristallografia morfologica fu l'ipotesi della struttura discontinua e omogenea dei cristalli con la costruzione dei reticoli cristallini enunciata da A. Bravais (1849). Le ricerche di Bravais furono continuate e sviluppate da L. Sohncke (1879), E. S. Fëdorov (1890), A. Schönflies (1891), W. Barlow e P. Groth (1905) e trovarono conferma con le esperienze sulla diffrazione dei raggi X eseguite da M. von Laue (1912) e W. H. Bragg (1913). Contemporaneamente agli studi sulla struttura fisica dei cristalli si sviluppavano intanto le ricerche di cristallochimica, le cui basi furono poste da E. Mitscherlich (1819-22) con la scoperta dei fenomeni di isomorfismo e di polimorfismo. Nuovi sviluppi in questo campo furono ottenuti con gli studi di L. Pasteur sull'enantiomorfismo a e da Groth che stabilì il significato di morfotropia. Ulteriori ricerche hanno consentito a V. M. Goldschmidt e L. Pauling di fissare le regole fondamentali che legano fra loro la composizione chimica e la struttura dei cristalli. Per le caratteristiche morfologiche, fisiche e chimiche, vedi cristallo.

Cristallografia a raggi x

Metodo di studio per accertare immediatamente se una sostanza si trova in uno stato amorfo o in quello cristallino; in quest'ultimo caso permette di determinare tutte le grandezze caratteristiche del reticolo. Nei cristalli, infatti, le distanze tra i nodi del reticolo sono di un ordine di grandezza paragonabile alla lunghezza d'onda dei raggi X, per cui un reticolo cristallino può fungere da reticolo di diffrazione per tali raggi: operando con raggi X di lunghezza d'onda nota è quindi possibile misurare le distanze reticolari. M. von Laue mostrò che i raggi X, la cui natura non era ancora definita, potevano subire la diffrazione nell'attraversare i cristalli; ciò permise di dimostrare, da una parte, la natura ondulatoria dei raggi X e, dall'altra, la struttura regolare dei cristalli. Tra le applicazioni di questa tecnica, dovuta soprattutto a W. H. Bragg e al figlio W. Lawrence, si annovera l'analisi della struttura delle proteine e degli acidi nucleici.