Kristalle und ihre Struktur

Kristalle und ihre Struktur.

Bereits in der Antike wurde es bemerkt, dass ein gewöhnliches Mineral namens Quarz in Form von Polyedern existieren kann, die von flachen Flächen begrenzt werden. Diese Polyeder haben ständig die Form einer sechseckigen Säule, die mit den Wänden der Pyramiden endet. Obwohl sich die einzelnen geometrischen Formen von Quarz im Aussehen unterscheiden, Ihr permanentes Merkmal ist die sechseckige Form der Säule. Für viele Jahrhunderte bezog sich der Name "Kristall" nur auf solchen transparenten Quarz, die jetzt Stein oder Bergkristalle genannt werden. Diese Kristalle wurden hauptsächlich in den Alpen abgebaut, wo sie aus den Rissen geschnitten wurden. Die Alten dachten naiv, dass diese Kristalle Eis sind, das aus einer sehr starken Unterkühlung und Verfestigung von Wasser resultiert, und die nadelartigen mineralischen Blütenstände, die manchmal im Inneren auftreten (Chloryt, Actinolite) wurden als Moos oder Gräser angesehen. Nur im 18. Jahrhundert. Alle Feststoffe in Form von Polyedern, die durch flache Flächen begrenzt waren, wurden als Kristalle bezeichnet.

Formen von Quarzkristallen: a - korrekt geformter Kristall, b, c, d - deformierte Kristalle, e, f, g - Kristallquerschnitte.

Aus Beobachtungen folgt, dass die Kristalle verschiedener Substanzen unterschiedliche Formen haben. Quarz erzeugt Kristalle in Form einer sechseckigen Säule mit geneigten Wänden. Steinsalzkristalle liegen in Form von Würfeln vor, Calcit bildet oft würfelförmige Kristalle, aber unterscheidet sich von Salzkristallen durch die Neigung der Wände, Kristalle anderer Mineralien haben unterschiedliche Formen. Die Kristallformen vieler Mineralien sind so charakteristisch, dass Mineralien auf den ersten Blick erkannt werden können.

Kristalline Körper haben die Fähigkeit, Kristalle zu bilden, gekennzeichnet durch eine geordnete innere Struktur, Bestehend aus der richtigen Anordnung der Atome, aus denen sie bestehen, Ionen oder Moleküle. Das Gegenteil der Struktur kristalliner Körper ist ungeordnet, ungeordnete Struktur amorpher Körper. Die überwiegende Mehrheit der Mineralien, einschließlich Edelsteine, hat eine geordnete interne Struktur, Diese Mineralien sind jedoch selten in Form von richtig gebildeten Kristallen. Dass solche Kristalle entstehen, Damit sie frei wachsen können, sind besondere Bedingungen erforderlich, z.B.. in Felsspalten oder Hohlräumen, wo es freien Raum und eine ständige Versorgung mit Substanzen gibt, aus denen sie gebildet werden.

Struktur des kristallinen Körpers: Die Chlorionen und Natriumionen im Steinsalzkristall sind korrekt angeordnet.

Unterschiedliche Eigenschaften ergeben sich aus unterschiedlichen inneren Strukturen kristalliner und amorpher Körper. Es ist aus der Beobachtung von Kristallen bekannt, dass ihre Eigenschaften je nach Richtung unterschiedlich sind. Die Geschwindigkeit des Kristallwachstums hängt von der Richtung ab, die die Vielfalt ihrer Formen beeinflusst; unterschiedliche optische Eigenschaften in unterschiedliche Richtungen haben, elektrisch, Härte, die Fähigkeit, entlang flacher paralleler Oberflächen zu reißen, das heißt, Spaltung, im Inneren. Diese Eigenschaften sind in Kristallen in parallelen Richtungen immer gleich, unterscheiden sich im Allgemeinen in nicht parallelen Richtungen. In amorphen Körpern hingegen hängen die Eigenschaften nicht von der Richtung ab und sind an jedem Punkt gleich. Im Gegensatz zu kristallinen Körpern, die bei einer bestimmten Temperatur schmelzen und sich verfestigen, Amorphe Körper haben nie einen bestimmten Schmelzpunkt - sie erweichen beim Erhitzen allmählich und verwandeln sich in eine Flüssigkeit mit einer Viskosität, die mit zunehmender Temperatur abnimmt.

Kristalline Körper sind Gegenstand der Kristallographieforschung, Umgang mit der äußeren Form von Kristallen (geometrische Kristallographie), ihre interne Struktur (Strukturkristallographie) und die Beziehungen zwischen der Struktur von Kristallen und ihrer chemischen Zusammensetzung und Eigenschaften (Kristallochemie).

Struktur des amorphen Körpers: Die Silizium- und Sauerstoffionen im Quarzglas sind unregelmäßig angeordnet.