cristalli

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Quando le particelle si dispongono secondo un ordine preciso

I cristalli non sono solo quelle forme regolari trasparenti utilizzate per scopi decorativi: tutti i corpi composti da particelle disposte regolarmente sono cristalli, qualunque sia il loro aspetto. Alcuni cristalli sono molto belli, ma ancor più affascinante è il loro ordine interno; è quest'ordine che dona loro le proprietà che li rendono indispensabili in numerose applicazioni tecnologiche

Com'è fatto un cristallo?

I cristalli sono strutture composte da particelle disposte in modo ordinato e regolare, un po' come un muro fatto di mattoni. La disposizione delle particelle che compongono un corpo è molto importante: la grafite (la sostanza di cui sono fatte le mine delle matite) e il diamante sono composti dallo stesso tipo di particelle (atomi di carbonio) che però sono disposte in maniera differente. Di conseguenza, il diamante e la grafite sono molto diversi. All'interno dei cristalli le particelle si possono disporre in molti modi a formare strutture regolari: cubi, parallelepipedi o altre forme geometriche. Tuttavia in ogni cristallo è costituita sempre un'unica forma ripetuta tante volte.

Cristalli e non cristalli

I solidi fatti di particelle disposte in maniera irregolare (come un mucchio disordinato di mattoni) non sono cristallini e sono chiamati amorfi; un esempio di solido amorfo è il vetro. La semplice osservazione non ci consente di riconoscere un solido cristallino da uno amorfo; in particolare non si deve pensare che tutti gli oggetti trasparenti siano cristallini (infatti il vetro è amorfo eppure è trasparente) e viceversa non tutti i cristalli sono trasparenti (i metalli ‒ come il rame o il ferro ‒ sono cristalli ma non sono trasparenti). Le cosiddette stoviglie di cristallo ‒ per esempio i bicchieri ‒ sono in realtà fatte di vetri speciali che contengono un po' di piombo, ma come tutti i vetri hanno struttura irregolare e quindi non sono affatto di cristallo.

Talvolta anche alcuni liquidi possono essere costituiti da particelle disposte ordinatamente: si tratta dei cristalli liquidi che sono utilizzati nei display delle calcolatrici, di molti orologi e in tante altre apparecchiature. Diversamente, l'acqua ha bisogno di diventare solida per formare cristalli: i fiocchi di neve non sono altro che delicatissimi cristalli di ghiaccio, cioè di acqua solida.

I cristalli possono essere di diverse dimensioni: l'argilla è costituita da cristalli tanto piccoli da non essere visibili a occhio nudo, mentre un po' più grandi sono i cristalli del sale e dello zucchero. In Messico, nella famosa Grotta dei cristalli, si trovano i più grandi cristalli naturali conosciuti: sono lunghi addirittura dieci metri e hanno un diametro di due metri (come un grosso camion con rimorchio!).

Utilizzo dei cristalli

Quasi tutti i minerali sono composti da cristalli, in genere molto piccoli, ma in molte miniere si trovano anche cristalli più grandi, che fin dall'antichità vennero utilizzati come oggetti decorativi.

Nell'Ottocento i chimici iniziarono a costruire cristalli artificiali in laboratorio, per poterli studiare. Più tardi la produzione di cristalli artificiali si è evoluta a livello industriale. I cristalli sono prodotti in parte per scopi decorativi, ma soprattutto per applicazioni tecnologiche.

Alcuni dei più belli fra i cristalli naturali hanno un forte valore economico: si tratta delle pietre preziose. In molti paesi lo sfruttamento delle miniere di pietre preziose costituisce un'importante risorsa, ottenuta, occorre dirlo, con il durissimo e ingrato lavoro dei minatori.

Nell'era dell'informatica i cristalli più importanti dal punto di vista commerciale sono diventati i cristalli di silicio utilizzati per costruire i microchip che fanno funzionare i computer, i telefoni cellulari e molti elettrodomestici. I microchip sono utilizzati anche in migliaia di altre applicazioni, dalla sicurezza a molte terapie mediche. Tutt'altra cosa è la cosiddetta cristalloterapia, una credenza che deriva da antiche tradizioni che attribuivano ai cristalli poteri di amuleti o talismani, ma che non ha alcun fondamento scientifico.