Los cristales poseen propiedades físicas muy particulares por causa del ordenamiento interno de su red cristalina. Salvo en los pertenecientes al sistema cúbico, las propiedades físicas de un cristal varían según la dirección en que se determinen. El índice de refracción la dureza, el coeficiente de dilatación, la conductividad calorífica, la resistencia eléctrica, la absorción de la luz o el color, son diferentes en las distintas direcciones. Los cristales en que tal cosa ocurre se denominan anisótropos, por oposición a los pertenecientes al sistema cúbico o a las sustancias amorfas, que son isótropos. Véase Absorción; Dilatación; Luz, Movimiento ondulatorio, Refracción.
Los cristales del sistema cúbico tienen un índice de refracción independiente de la orientación que se dé al cristal durante la medida. Por ejemplo, la sal de mesa tiene un índice de refracción de 1,544. Las sustancias uniáxicas que cristalizan en los sistemas tetragonal o hexagonal tienen dos índices principales de refracción; el cuarzo tiene dos índices de refracción: 1,553 cuando se mide a lo largo del eje c y 1,544 en el plano perpendicular a dicho eje. Los cristales biáxicos pertenecientes a los sistemas rómbico, monoclínico y triclínico, tienen tres índices de refracción diferentes. Los cristales de este fipo presentan además todos los valores intermedios del índice de refracción, a condición de medirlo según direcciones que sean asimismo intermedias.
Los cristales que son anisótropos en la mayoría de sus propiedades físicas se clasifican en grupos según que lo sean, o no, en sus propiedades ópticas. Todos los cristales de los sistemas tetragonal y hexagonal tienen de común que, aunque son anisótropos en otros aspectos, poseen un solo plano isotrópico. Como los índices de refracción son fáciles de medir y difieren de unas a otras sustancias, constituyen una valiosa constante para su identificación.
Los tonos de color de las sustancias anisótropas coloreadas pueden variar también según la dirección en que se observen. El mineral denominado turmalina, por ejemplo, es negro para las ondas luminosas paralelas a un eje y casi incoloro para las perpendiculares a él. Este fenómeno se denomina pleocroísmo. Muchas sales de los elementos de las tierras raras presentan también esta propiedad cuando se observan con luz polarizada (v. Tierras raras). Otra interesante e importante propiedad de ciertas sustancias cristalinas, como el cuarzo, el fosfato amónico diácido y la sal de Rochela, es la piezoelectricidad. En los cristales que poseen esta propiedad se establece una diferencia de potencial entre las caras opuestas cuando están sometidos a una presión. Puede también ocurrir lo contrario, es decir, que una diferencia de potencial eléctrico a lo largo del eje c produzca una variación de las dimensiones del cristal.
Muchas sustancias pueden existir en dos o más formas cristalinas diferentes, propiedad que se denomina polimorfismo. Tanto el diamante como el grafito, por ejemplo, son carbono químicamente puro y, sin embargo, uno es incoloro y muy duro y el otro negro y blando (v. Diamante; Grafito). Otras sustancias que también poseen esta propiedad de cristalizar en dos o más formas diferentes, son el azufre, rómbico y monoclínico, el cuarzo y la cristobalita, la calcita y el aragonito. El agua al solidificar puede adoptar hasta ocho diferentes estructuras cristalinas, dependientes de la temperatura y de la presión a la que se le someta. De ordinario, sin embargo, sólo una de las formas es estable en unas condiciones determinadas y cuando éstas se alteran, aquélla suele variar espontáneamente. Un diamante se transforma en grafito por la acción del calor y el azufre monoclínico se transforma lentamente en azufre rómbico más estable cuando se le abandona a la temperatura ordinaria.
Como las propiedades físicas de las nuevas formas son de ordinario diferentes de las que poseía la forma original, la transformación suele ir acompañada de la total desintegración del cristal único inicial, que se convierte en un agregado policristalino de la nueva forma. Este fenómeno puede tener utilidad en algunos cascn para reducir el tamaño de las partículas sin necesidav de recurrir a la molienda, y así se hace en la fabricación de ciertas clases de cemento, en las que conviene disminuir el tamaño de las partículas de silicato cálcico.
La creciente importancia de la Cristalografía como ciencia independiente reside en las relaciones que existen entre la estructura interna, la forma externa y las propiedades físicas de los sólidos. La dureza, la resistencia a la tracción, la ductilidad y la resistencia al desgaste de las aleaciones dependen estrechamente de su estructura cristalina. Otro tanto puede decirse de los abrasivos, de los materiales de construcción, de las fibras naturales y sintéticas y de los pigmentos para pinturas. El estudio y el conocimiento de las propiedades de las sustancias cristalinas permite mejorar sus propiedades físicas y los resultados obtenidos en sus aplicaciones. Así se han podido conseguir medicamentos más solubles y más activos, helados y otros alimentos más finos y de mejor sabor, aleaciones de mejor calidad, piedras preciosas con más brillo que el diamante, cementos y hormigones más fuertes, fibras sintéticas más duraderas y altos explosivos de mayor potencia. Los transistores, pequeños cristales individuales empleados con grandes ventajas en lugar de los tubos de vacío en los dispositivos electrónicos, son un resultado directo de la investigación cristalográfica. Véase Metalurgia; Transistor.
