La funzione dei cristalli nel test di Fleischmann

La funzione dei cristalli nel test di Fleischmann La funzione dei cristalli nel test di Fleischmann ticoli di Bravais-. dal nome dello studioso che a meta Otocento li propose, illustrano un concetto matematico di cui la cristallografia fa uso per descrivere la struttura dei cristalli a livello atomico. Precisamente, si dicono «reticoli di Bravaisle disposizioni periodiche regolari di punti che. nello spazio a tre dimensioni, sono quattordici. In altre parole, a prescindere dalle mutue distanze, esistono quattordici modi differenti per ripetere periodicamente un punto (nodo del reticolo). Questi modi possono realizzarsi considerando tre traslazioni (vettori) non coplanari e i tre angoli da esse individuati. Partendo da tre traslazioni disuguali e formanti tre angoli qualsiasi (reticolo tinclino i. si possono specializzare via via le sei quantità, fino ad arrivare a tre traslazioni uguali individuanti tre angoli retti (reticolo cubico primitivo). Le tre traslazioni definiscono quattordici parallelepipedi (celle elementari dei reticoli primitivi) ai cui vertici stanno nodi del reticolo. Per motivi di omogeneità è invalso l'uso di sostituire sette dei reticoli primitivi con altrettanti equivalenti, ma aventi nodi anche al centro della cella elementare o al centro di sue facce. Complessivamente i reticoli di Bravais mostrano sette tipi diversi di simmetria: triclina (li. monoclina (21. ortorombica (4). tetragona¬ le (2), cubica (3i. romboedrica 111 ed esagonale ili. Se il nodo, su cui fare agire le traslazioni che generano i quattordici reticoli di Bravais. viene sostituito con uno o più atomi, si ottiene una «struttura cristallina-, cioè una disposizione periodica di atomi che caratterizza lo stato cristallino. Lo stato cristallino si contrappone a quello amorlo. m cui gli atomi sono disposti a caso come nei gas. nella. stragrande maggioranza dei liquidi e in pochi solidi (vetrii. Se si prescinde dalla natura chimica degli atomi e dalle loro mutue distanze, esistono duecentotrenta modi diversi (gruppi spazialii di costruire una struttura cristallina. Una struttura cristallina può anche essere definita come la compenetrazione di più reticoli, i cui nodi sono occupati da un atomo. Perché anche tra scienziati si è diffusa la confusione tra «reticolo cristallino» e «struttura cristallina»? L'ambiente originale della confusione è quello dei metallurgisti e dei fisici dello stato solido, i quali trattano, quasi esclusivamente, con strutture abbastanza semplici (elementi, leghe) in cui sovente gli atomi occupano le posizioni dei nodi di un reticolo. Tipico esempio è il palladio in cui. come già ricordato, le posizioni degli atomi corrispondono a quelle dei nodi di un reticolo cubico a facce centrate, che e uno dei due modi per occupare lo spazio con la massima efficienza limpacchettamento compatto l. Tra i vari termini tecnici utilizzati a proposito della fusione a freddo del deuterio, è comparso anche «cristallo ài palladio-, confondendo cosi -solido cristallino" con «cristallo». Un solido cristallino non e necessariamente un cristallo io meglio, un monocristalloi e tale non risulta essere l'elettrodo di palladio usato per la supposta fusione. Il concetto di cristallo ini plica un oggetto solido con una struttura cristallina ininterrotta, almeno in prima approssimazione; sovente un monocristallo è delimitato da facce piane che sono la visualizzazione dei piani reticolari a maggior densità di atomi. Il concetto di «solido cristallino" è meno restrittivo, potendo questo essere un aggregato compatto di granuli ognuno dei quali è un monocristallo orientato casualmente rispetto agli altri. Si ha. cioè, una situazione analoga a quella di una polvere di materiale cristallino. Le simmetrie possibili per i cristalli sono solo trentadue (gruppi puntualii. a fronte delle duecentotrenta viste per le strutture cristalline; la limitazione è dovuta alla mancanza di simmetria traslazionale, incompatibile con un oggetto finito qual e un cristallo. Giovanni Ferraris

Persone citate: Fleischmann, Giovanni Ferraris