La cristalografía es la ciencia que se dedica al estudio y resolución de estructuras cristalinas. La mayoría de los minerales adoptan formas cristalinas cuando se forman en condiciones favorables. La cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y la geometría de estos cristales.
La disposición de los átomos en un cristal puede conocerse por difracción de los rayos X, de neutrones o electrones. La química cristalográfica estudia la relación entre la composición química, la disposición de los átomos y las fuerzas de enlace entre éstos. Esta relación determina propiedades físicas y químicas de los minerales.
Cuando las condiciones son favorables, cada elemento o compuesto químico tiende a cristalizarse en una forma definida y característica. Así, la sal tiende a formar cristales cúbicos, mientras que el granate, que a veces forma también cubos, se encuentra con más frecuencia en dodecaedros o triaquisoctaedros.
La cristalografía es una técnica importante en varias disciplinas
científicas, como la química, física y biología y tiene numerosas
aplicaciones prácticas en medicina, mineralogía y desarrollo de nuevos
materiales. Por su papel en «hacer frente a desafíos como las
enfermedades y los problemas ambientales», la
UNESCO declaró el 2014 como el
Año Internacional de la Cristalografía.
La cristalografía asistida por rayos X es el principal método de obtención de información estructural en el estudio de proteínas y otras macromoléculas orgánicas (como la doble hélice de ADN, cuya forma se identificó en patrones de difracción de rayos X). El análisis de moléculas tan complejas y, muy especialmente, con poca simetría requiere un análisis muy complejo utilizándose ordenadores para ajustar el patrón de difracción a las posibles estructuras. El Banco de Datos de Proteínas (PDB) contiene información estructural de proteínas y otras macromoléculas biológicas.
Las propiedades de los materiales cristalinos dependen en gran medida
de su estructura cristalina. Los materiales de ingeniería son por lo
general materiales policristalinos. Así como las propiedades del
monocristal están dadas por las características de los
átomos
del material, las propiedades de los policristales son determinadas por
las características y la orientación espacial de los cristales que lo
componen.
La técnica de
difracción de rayos X permite estudiar la estructura del monocristal mediante la identificación de los planos difractantes según la
ley de Bragg,
lo cual es útil para la determinación de fases. Además, los métodos
cristalográficos permiten estudiar también la distribución de
orientaciones cristalográficas en un material, conocida también como
textura cristalográfica.
La Asamblea General de Naciones Unidas proclamó 2014
Año Internacional de la Cristalografía ,
IYCr2014, conmemorando de esta manera, no solo el centenario de la
difracción de rayos X como herramienta para el estudio de la materia
cristalina, sino también el 400 aniversario de la observación de
simetría en los cristales de hielo (Kepler,1611), que dio comienzo al
estudio profundo de la simetría en los materiales. Entre otros puntos,
la resolución reconoce que la comprensión material de nuestro mundo se
debe en particular a esta ciencia y subraya que la enseñanza y
aplicación de la misma es fundamental para hacer frente a múltiples
desafíos esenciales para el desarrollo de la humanidad
