La clivaje , en mineralogía y ciencia de los materiales , es la tendencia de los materiales cristalinos a dividirse a lo largo de planos estructurales cristalográficos definidos . Estos planos de relativa debilidad son el resultado de las ubicaciones regulares de los átomos e iones en el cristal, que crean superficies suaves y repetitivas que son visibles tanto en el microscopio como a simple vista. Si los enlaces en ciertas direcciones son más débiles que en otras, el cristal tenderá a dividirse a lo largo de los planos débilmente enlazados. Estas rupturas planas se denominan "clivaje". [1] El ejemplo clásico de clivaje es la mica , que se divide en una sola dirección a lo largo del pinacoide basal , lo que hace que las capas parezcan páginas de un libro. De hecho, los mineralogistas a menudo se refieren a "libros de mica".
El diamante y el grafito son ejemplos de clivaje. Cada uno está compuesto únicamente de un único elemento , el carbono . En el diamante, cada átomo de carbono está unido a otros cuatro en un patrón tetraédrico con enlaces covalentes cortos . Los planos de debilidad (planos de clivaje) en un diamante están en cuatro direcciones, siguiendo las caras del octaedro . En el grafito, los átomos de carbono están contenidos en capas en un patrón hexagonal donde los enlaces covalentes son más cortos (y por lo tanto incluso más fuertes) que los del diamante. Sin embargo, cada capa está conectada a la otra con un enlace de van der Waals más largo y mucho más débil . Esto le da al grafito una única dirección de clivaje, paralela al pinacoide basal. Este enlace es tan débil que se rompe con poca fuerza, lo que le da al grafito una sensación resbaladiza a medida que las capas se separan. Como resultado, el grafito es un excelente lubricante seco . [2]
Si bien todos los monocristales muestran cierta tendencia a dividirse a lo largo de los planos atómicos de su estructura cristalina , si las diferencias entre una dirección u otra no son lo suficientemente grandes, el mineral no mostrará clivaje. El corindón , por ejemplo, no muestra clivaje.
Las formas de escisión son paralelas a los planos cristalográficos: [1]
La separación de cristales se produce cuando los minerales se rompen a lo largo de planos de debilidad estructural debido a la tensión externa, a lo largo de planos de composición gemela o a lo largo de planos de debilidad debido a la exsolución de otro mineral. Las roturas por separación son muy similares en apariencia a la clivaje, pero la causa es diferente. La clivaje se produce debido a la debilidad del diseño, mientras que la separación resulta de defectos de crecimiento (desviaciones del diseño cristalográfico básico). Por lo tanto, la clivaje se producirá en todas las muestras de un mineral en particular, mientras que la separación solo se encuentra en muestras con defectos estructurales. Los ejemplos de separación incluyen la separación octaédrica de la magnetita , la separación romboédrica y basal en el corindón [3] y la separación basal en los piroxenos [1] .
La clivaje es una propiedad física que se utiliza tradicionalmente en la identificación de minerales, tanto en muestras de tamaño manual como en el examen microscópico de rocas y minerales. Por ejemplo, los ángulos entre los planos de clivaje prismático de los piroxenos (88–92°) y los anfíboles (56–124°) son diagnósticos. [1]
La exfoliación de cristales tiene importancia técnica en la industria electrónica y en el tallado de piedras preciosas .
Las piedras preciosas generalmente se cortan mediante impacto, como en el caso del corte de diamantes .
Los monocristales sintéticos de materiales semiconductores se venden generalmente como obleas delgadas que son mucho más fáciles de cortar. Simplemente presionando una oblea de silicio contra una superficie suave y rayando su borde con un diamante es generalmente suficiente para causar la escisión; sin embargo, cuando se corta una oblea para formar chips, a menudo se sigue un procedimiento de rayado y rotura para un mayor control. Los semiconductores elementales ( silicio , germanio y diamante ) son cúbicos de diamante , un grupo espacial para el cual se observa escisión octaédrica. Esto significa que algunas orientaciones de la oblea permiten escindir rectángulos casi perfectos. La mayoría de los demás semiconductores comerciales ( GaAs , InSb , etc.) se pueden hacer en la estructura relacionada de blenda de zinc , con planos de escisión similares.