Kristaller och deras struktur

Kristaller och deras struktur.

Redan i antiken märktes det, att ett vanligt mineral som kallas kvarts kan existera i form av polyedrar avgränsade av plana ytor. Dessa polyeder är ständigt i form av en sexkantig kolonn som slutar med pyramidernas väggar. Även om de individuella geometriska formerna av kvarts skiljer sig åt i utseende, deras permanenta särdrag är kolonnens sexkantiga form. Under många århundraden hänvisade namnet "kristall" bara till sådan transparent kvarts, som nu kallas sten eller bergkristaller. Dessa kristaller bryddes främst i Alperna, där de skärs från sprickorna. De gamla tänkte naivt, att dessa kristaller är is som härrör från mycket stark superkylning och stelning av vatten, och de nålliknande mineraliska blomställningar som förekommer ibland inuti (chloryt, aktinolit) ansågs mossa eller gräs. Först på 1700-talet. Alla fasta ämnen i form av polyedrar avgränsade av plana ytor började kallas kristaller.

Former av kvartskristaller: a - korrekt formad kristall, b, c, d - deformerade kristaller, e, f, g - kristalltvärsnitt.

Från observationer följer det, att kristallerna av olika ämnen har olika former. Kvarts skapar kristaller i form av en sexkantig kolonn med lutande väggar. Bergsaltkristaller är i form av kuber, kalcit bildar ofta kubliknande kristaller, men skiljer sig från saltkristaller genom väggarnas lutning, kristaller av andra mineraler har olika former. Kristallformerna av många mineraler är så distinkta, att mineraler kan kännas igen vid första anblicken.

Kristallina kroppar har förmågan att bilda kristaller, kännetecknas av en ordnad intern struktur, bestående av rätt arrangemang av atomerna som komponerar dem, joner eller molekyler. Motsatsen till strukturen hos kristallkroppar är orolig, oordning av amorfa kroppar. De allra flesta mineraler, inklusive ädelstenar, har en ordnad intern struktur, emellertid är dessa mineraler sällsynta i form av korrekt bildade kristaller. Att sådana kristaller uppstår, särskilda villkor krävs för att de ska kunna växa fritt, t.ex.. i bergsprickor eller tomrum, där det finns ledigt utrymme och en konstant tillförsel av ämnen, från vilka de bildas.

Struktur av den kristallina kroppen: klorjoner och natriumjoner i bergsaltkristallen är ordnade korrekt.

Olika egenskaper beror på olika interna strukturer av kristallina och amorfa kroppar. Det är känt från observationen av kristaller, att deras egenskaper skiljer sig beroende på riktning. Kristalltillväxtens hastighet beror på riktningen, vilket påverkar variationen i deras former; har olika optiska egenskaper i olika riktningar, elektrisk, hårdhet, förmågan att spricka längs plana parallella ytor, klyvning, på insidan. Dessa egenskaper är alltid desamma i kristaller i parallella riktningar, skiljer sig i allmänhet i icke-parallella riktningar. I amorfa kroppar, å andra sidan, beror egenskaperna inte på riktningen och är desamma vid varje punkt. Till skillnad från kristallina kroppar, som smälter och stelnar vid en viss temperatur, amorfa kroppar har aldrig en specifik smältpunkt - de mjuknar upp gradvis under uppvärmningen och förvandlas till en vätska med en viskositet som minskar med ökande temperatur.

Kristallina kroppar är föremål för kristallografiforskning, hantera den yttre formen av kristaller (geometrisk kristallografi), deras interna struktur (strukturell kristallografi) och sambandet mellan kristallens struktur och deras kemiska sammansättning och egenskaper (kristallkemi).

Struktur av den amorfa kroppen: Kisel- och syrejonerna i kvartsglaset är ordnade oregelbundet.