Em cristalografia, os cristais se apresentam, sempre, sob formas poliédricas convexas, isto é, de ângulos salientes. Esta é a lei, da convexidade. Apresentam ao nosso estudo:
Faces, superfícies planas que os limitam, de formas muito variadas (retangulares, quadradas, triangulares, rômbicas, etc.) e dispostas, simetricamente e, de ordinário, paralelas duas a duas;
Arestas, retas resultantes da intersecção das faces;
Ângulos, resultado da concorrência das faces quase todos diedros ou sólidos. (Os diedros são produzidos, pelo encontro de duas faces, sobre a mesma aresta. Os sólidos, pelo encontro de três faces.
Em cristalografia, geralmente, os cristais se mostram agrupados, isto é, unidos uns aos outros, sejam da mesma espécie, sejam de espécies diferentes. São os chamados agregados cristalinos, que logo se revelam devido à existência de ângulos reentrantes, naturalmente motivados pela junção dos diversos indivíduos.
Toda a vez que observarmos, numa composição cristalina, ângulos reentrantes, podemos estar certos de que se trata de um agregado de cristais, e não de um só cristal. Agregados cristalinos podem ser regulares ou irregulares.
Agregados cristalinos regulares
Os agregados cristalinos regulares mais interessantes são os geminados. Tal o que se dá no chamado "ferro de lança da gipsita", onde se observam dois cristais que se justapõem segundo um plano denominado plano de junção. No estudo da cristalografia, esse agregado recebe o nome especial de macia (no caso, macia por justaposição).
Agregados cristalinos irregulares
Os agregados cristalinos irregulares afetam formas diversas que, conforme a disposição dos cristais que os compõem, tomam nomes característicos. Por exemplo:
Radiais: quando divergem de um centro como os raios de uma roda;
Coralóides: quando se parecem com corais, reticulados, se se mostram entrelaçados. etc.
Experiências e estudos da cristalografia
Em experiências e estudos acerca da cristalografia, há um aparelho, denominado goniômetro, que nos permite medir os ângulos diedros (formados, como já vimos, pelo encontro de duas faces) dos cristais. Se quisermos conhecer o ângulo de um cristal, basta colocá-lo de encontro às duas réguas.
O ângulo formado por elas deve coincidir com a aresta do cristal medido. A extremidade livre da régua móvel indicará, no mostrador do semicírculo graduado, o ângulo que se procura.
Para que se utiliza o ângulo do diedro de um cristal?
Pergunta-se: para que nos serve o conhecimento do ângulo diedro de um cristal? Responde-se: para caracterizar a espécie mineral que temos em mãos.
Esse, pelo menos, um dos elementos de que dispomos para isso, porque todos os exemplares de uma determinada espécie mineral apresentam, sempre, em qualquer parte do mundo onde forem encontrados, inalteravelmente, um determinado ângulo diedro. O ângulo diedro formado por duas faces homólogas boas é constante para a mesma espécie mineral.
Exemplos: o ângulo diedro do quartzo é de 120°; o da calcita, de 105,5°; o do oligisto, 86° e assim por diante. É a chamada lei da constância dos ângulos, que definiremos a seguir.
Lei da constância dos ângulos
Pode, portanto, um cristal apresentar-se, na natureza, sob formas diversas, aparentando tratar-se de espécies diferentes. A medição dos seus ângulos diedros por meio de equipamentos utilizados em laboratórios de cristalografia nos dirá logo a que espécie pertencem exemplares aparentemente tão diferentes.
Elementos estudados nos cristais
Simetria: São três os elementos de simetria dos cristais: planos, centro e eixos;
Plano de simetria: é aquele que divide o cristal em duas porções simétricas.
Centro de simetria: é o meio de toda e qualquer reta que una o centro das faces opostas de um cristal. Ou o ponto originado pelo cruzamento dos planos e dos eixos de simetria. Num cubo, correspondente ao seu centro geométrico.
Eixo de simetria: é aquele em torno do qual, fazendo girar o cristal, se observarão, numa volta completa (360°), elementos idênticos e identicamente dispostos.
Em cristalografia, os cristais são classificados, para facilidade de estudo, partindo-se de formas cristalinas chamadas fundamentais, das quais derivam todas as outras, por isso mesmo chamadas derivadas. Desse modo, os cristais foram reunidos em grandes grupos, caracterizados pelas mesmas propriedades geométricas, grupos estes que tomaram o nome de sistemas cristalinos.
Antes de enumerá-los, convém uma palavra sobre eixos cristalográficos, que são aqueles que nos dão ideia das dimensões relativas de uni cristal: altura, largura e comprimento. Quando esses três eixos são iguais, temos um sistema monométrico; quando dois, apenas, são iguais, o sistema é dimétrico; se os três eixos suo diferentes entre si, trata-se de um sistema trimétrico.
Os sistemas cristalinos estudados na cristalografia são seis, a saber:
Sistema cúbico: Monométrico. Forma fundamental: cubo. Três eixos iguais e perpendiculares entre si (Figura A).
Sistema quadrático: Dimétrico. Forma fundamental: o prisma reto de base quadrática. Três eixos perpendiculares entre si, sendo dois iguais, no mesmo plano, e o terceiro maior ou menor (eixo principal), demostrado na figura B.
Sistema hexagonal. Dimétrico. Forma fundamental: o prisma reto de base hexagonal. Quatro eixos sendo três iguais e uni diferente, perpendicular aos demais (figura C);
Sistema ortorrômbico: Trimétrico. Forma fundamental: o prisma reto de base rômbica. Três eixos diferentes perpendiculares entre si (figura D);
Sistema clinorômbico. Trimétrico. Forma fundamental: o prisma obliquo de base rômbica. Três eixos diferentes, um perpendicular e dois oblíquos (figura E);
Sistema triclinico. Trimétrico. Forma fundamental: o prisma obliquo de base paralelogramo. Três eixos diferentes e oblíquos entre si (figura F).