CRISTALLOGRAFIA

CRISTALLOGRAFIA

. L'importanza della scienza dei cristalli (v.) appare manifesta quando si consideri che lo stato cristallino è proprio dell'immensa maggioranza dei corpi solidi. Fra questi, i vetri soltanto e i colloidi induriti possiedono lo stato amorfo, che è proprio invece dei gas e dei liquidi, mentre lo stato di passaggio fra l'amorfo e il cristallino, cioè lo stato mesomorfo, è proprio di alcuni liquidi speciali e di poche materie pastose. Per di più lo stato amorfo della materia solida è sempre più o meno instabile e tende a trasformarsi in cristallino.

I cristalli come poliedri naturali, manifestazione più perfetta dello stato cristallino, attrassero presto l'attenzione umana. Nelle opere di Aristotele, di Teofrasto e più in quella di Plinio troviamo descrizioni numerose di minerali cristallizzati con accenni alla loro forma, ma in modo così oscuro ed empirico da renderne difficile il riconoscimento. Né in seguito Avicenna, che si occupò di classificare e descrivere i corpi minerali e Agricola, che pur raccolse nel De natura fossilium tutte le conoscenze mineralogiche del suo tempo, manifestarono una conoscenza meno superficiale del mondo dei cristalli. Dobbiamo al senese Biringuccio nel Della pirotechnia (1540) un primo accenno, vago e incompleto, alla costanza degli angoli diedri omologhi nei cristalli e poi a Stenone nel De solido intra solidum naturaliter contento (1669) una nozione esatta e precisa di questa legge fondamentale da cui nel 1783 Romé de l'Isle trasse il concetto dei cristalli modelli, con i quali, e con l'impiego di misure goniometriche, aprì la strada agli studî sulla simmetria. A sua volta il bolognese Guglielmini, descrivendo nel 1702 le figure dei sali, diede in germe quella teoria delle molecole integranti che permise al Haüy (1743-1822) di porre le basi scientifiche della cristallografia, sulle quali il tedesco Naumann (1797-1873), l'inglese Miller (1801-1880) e Quintino Sella (1827-1884) - per dir solo, fra i tanti, di alcuni maggiori - dovevano fondare l'edificio grandioso della morfologia dei cristalli.

La cristallografia fisica marcia fin dai primordî di pari passo con l'ottica, e le sue tappe più importanti sono le prime osservazioni sulla birifrazione dello spato d'Islanda di E. Bartolini (1670) e le scoperte sulla polarizzazione della luce di Malus (1775-1812), di Biot (1774-1862), di Brewster (1781-1868) per giungere a prendere forma di dottrina autonoma con la teoria di Fresnel (1788-1827) sull'anisotropia ottica dei cristalli che ancor oggi, pur con le mutate concezioni teoriche dei fenomeni luminosi, serve egregiamente a spiegare le proprietà ottiche dei cristalli.

Se con Berzelius (1779-1848) la mineralogia divenne scienza chimica, con Mitscherlich (1794-1863), che per primo scoprì le relazioni che corrono fra forma e costituzione chimica, divenne quella branca della cristallografia che simili relazioni, estese ed approfondite per opera di Lehmann (1855-1922), di Groth (1843-1927) e di tanti altri, ricerca e illumina.

A coordinare e a fondere più intimamente le varie branche della cristallografia, vennero infine gli studî sulla struttura dei cristalli. Questo problema, che affaticò già la mente di Häuy, trovò la sua soluzione teorica nella concezione di Bravais (1848) dei reticoli cristallini, concezione perfezionata da Sohncke (1879), da Schönfliess (1891) e da Fedorov (1894). Questi sono i fondatori di quella geometria dei mezzi discontinui che soddisfa alle condizioni fondamentali dello stato cristallino (omogeneità e anisotropia), nonché alle leggi che regolano la formazione e l'accrescimento dei poliedri cristallini. La soluzione teorica di Bravais trovò in fine la conferma sperimentale con Laue (1912), cui spetta il merito di aver intuito che i raggi Röntgen, per le loro minime lunghezze d'onda, coincidenti, per ordine di grandezza, con le distanze interleptoniche dei cristalli, avrebbero potuto dare con questi dei fenomeni di diffrazione. Quasi contemporaneamente (1913) i due Bragg scoprirono quei metodi di ricerca röntgenografica che, perfezionati anche da altri, dànno oggi la possibilità di determinare la simmetria e le costanti dei reticoli cristallini, nonché la disposizione in essi degli atomi o dei gruppi atomici che li costituiscono. Con questi recentissimi progressi si addice sempre meglio alla cristallografia la definizione sintetica di fisica della materia cristallina.

Bibl.: v. cristalli.