Symetria kryształów

Istniejące 32 klasy krystalograficzne wyczerpują wszystkie możliwe w świecie kryształów zespoły, jakie można utworzyć z krystalograficznych elementów symetrii. Układy krystalograficzne obejmują po dwie lub więcej klas symetrii. Praktyczny sposób rozpoznawania i odróżniania układów krystalograficznych polega na stwierdzeniu obecności w krysztale odpowiednich elementów symetrii.

Do układu trójskośnego należą kryształy nie mające żadnego elementu symetrii lub tylko środek symetrii. Kryształy należące do układu jednoskośnego mają tylko jedną oś dwukrotną lub jedną oś i tylko jedną płaszczyznę symetrii. W układzie rombowym występują trzy osie dwukrotne, same lub z trzema płaszczyznami symetrii, albo dwie płaszczyzny symetrii z jedną osią dwukrotną. W kryształach należących do układu tetragonalnego występuje zawsze tylko jedna oś czterokrotna. W układzie trygonalnym, czyli romboedrycznym, występuje tylko jedna oś trójkrotna, a układ heksagonalny rozpoznaje się po stwierdzeniu osi sześciokrotnej. W układzie regularnym występują zawsze 4 osie trójkrotne z osiami dwukrotnymi lub czterokrotnymi, jak np. w sześcianie, ośmiościanie, dwunastościanie, dwudziestoczterościanie. W układzie regularnym krystalizują, np. diament, fluoryt, granaty.

Kryształy układu regularnego: a — sześcian, b — ośmiościan, c — dwunastościan rombowy, d — dwudziestoczterościan.

Niektóre formy kryształów występują samoistnie, np. piramidy podwójne, romboedry, sześciany, ośmiościany. Niektóre jednak są postaciami otwartymi i nie mogą występować same, np. piramidy, słupy, dwuściany, lecz w kombinacji z innymi formami, np. kombinacja słupa z dwuścianem lub kombinacja słupa z podwójną piramidą.

Piramidy: a—d — pojedyncze, e—h — podwójne, a, e — trygonalne, b, f — rombowe, c, g — heksagonalne, d, h —tetragonalne.

Formy kryształów mogące występować samodzielnie tworzą nieraz kombinacje z innymi formami, np. podwójna piramida i dwuścian albo podwójna piramida, słup i dwuścian, lub też kombinacja sześcianu i ośmiościanu, sześcianu i dwunastościanu rombowego, sześcianu, ośmiościanu i dwunastościanu. Na przykład w kryształach berylu i topazu, które odznaczają się dużą liczbą ścian, występują kombinacje słupów, podwójnych piramid i dwuścianu. Ponieważ warunki umożliwiające rozwój wszystkich ścian kryształu zdarzają się w przyrodzie bardzo rzadko, gdyż kryształ jest zwykle jedną stroną przyrośnięty do podłoża skalnego, normalnie oprócz ścian słupa wykształcone są tylko z jednej strony ściany piramidalne oraz ściana podstawowa.

Obserwując kryształy jakiejś substancji widać, że mimo pewnego zasadniczego podobieństwa form, wyraźnie różnią się one wykształceniem poszczególnych ścian. Regularny ośmiościan znacznie się nieraz różni od fermy idealnej. Podobne różnice zaobserwowano w kryształach kwarcu. Niekiedy wśród grupy kilkunastu lub kilkudziesięciu nawet kryształów tego samego minerału trudno znaleźć zupełnie identyczne formy. Wielkość ścian kryształów tej samej substancji może być różna, zawsze jednak nachylenie analogicznych ścian jest jednakowe. W kryształach kwarcu o różnych pokrojach kąty między bokami wielokąta wynoszą zawsze 120°, a kąt wewnętrzny 60°. Również kąty między ścianami słupa a innymi ścianami kwarcu będą zawsze jednakowe bez względu na to, z jakiej miejscowości pochodzi badany okaz i w jakich warunkach się on tworzył.

W wyniku tych obserwacji zostało sformułowane prawo stałości kątów, będące podstawowym prawem krystalografii. Według tego prawa kąty między takimi samymi ścianami kryształów tej samej substancji są zawsze stałe. Na tej podstawie można dopadnie określić formy kryształów, nie zważając na wielkość i wykształcenie poszczególnych ścian.

Kryształy będące kombinacjami form prostych — kombinacje dwuścianów podstawowych i słupów: a — trygonalnego, b — rombowego, c — heksagonalnego, d — tetragonalnego, e — kombinacja słupa heksagonalnego i podwójnej piramidy heksagonalnej, f — kombinacja słupa heksagonalnego i dwuścianu podstawowego, g — kombinacja słupa heksagonalnego, podwójnej piramidy heksagonalnej i dwuścianu podstawowego.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *