KRYSTALLINSKE SYSTEMER: KONCEPT OG KARAKTERISERING, TYPER, EKSEMPLER - KEMI - 2025

De krystalsystemer er et sæt af geometriske karakteristika og symmetrielementer, der tillader forskellige sortering krystal klynger. Afhængig af de relative længder på dets sider, vinklen mellem dets flader, dets indre akser og andre geometriske aspekter, ender formen af ​​en krystal således med at differentiere sig fra en anden.

Selvom krystallinske systemer er direkte knyttet til den krystallinske struktur af mineraler, metaller, uorganiske eller organiske forbindelser, henviser disse mere til egenskaberne ved deres udvendige form og ikke til det indre arrangement af deres atomer, ioner eller molekyler.

Den rige mangfoldighed af mineralogiske krystaller og deres symmetrier understøttes af seks krystalsystemer. Kilde: Pexels.

De seks krystalsystemer er kubiske, tetragonale, hexagonale, orthorhombiske, monokliniske og trikliniske. Fra det hexagonale system afledes trigonal eller rhombohedral. Enhver krystal i dens rene tilstand, efter at have været karakteriseret, bliver et af disse seks systemer.

I naturen er det undertiden nok at se på krystallerne for at vide, hvilket system de hører til; forudsat at du har en klar kommando af krystallografi. Ved mange lejligheder er dette imidlertid en besværlig opgave, fordi krystallerne "krypteres" eller "deformeres" som et resultat af miljøets forhold under deres vækst.

Koncept og karakterisering

Krystallinske systemer kan til at begynde med virke som et abstrakt og vanskeligt at forstå emne. I naturen leder du ikke efter krystaller, der har den nøjagtige form af en terning; men del med det alle dets geometriske og isometriske egenskaber. Selv med dette i tankerne kan det stadig være visuelt umuligt at finde ud af, hvilket krystalsystem et eksemplar tilhører.

Til dette er der instrumental karakteriseringsteknikker, der blandt deres resultater viser værdierne for bestemte parametre, der afslører hvilket krystallinsk system, der undersøges; og derudover angiver det de kemiske egenskaber af krystallen.

Den foretrukne teknik til karakterisering af krystaller er således røntgenkrystallografi; specifikt røntgenpulverdiffraktion.

Kort sagt: en røntgenstråle interagerer med krystallen, og der opnås et diffraktionsmønster: en række koncentriske punkter, hvis form afhænger af det indre arrangement af partiklerne. Behandlingen af ​​dataene afsluttes med beregning af enhedscelleparametrene; og med dette bestemmes det krystallinske system.

Imidlertid er hvert krystallinsk system på sin side sammensat af krystallinske klasser, der tilsammen udgør 32. Ligeledes stammer andre forskellige yderligere former af disse. Derfor er krystallerne meget forskellige.

Typer af krystalsystemer

Kubisk eller isometrisk

Terningen er kun en af ​​de krystallinske klasser, som det kubiske system omslutter. Kilde: Smiddle

Det kubiske eller isometriske system svarer til stærkt symmetriske krystaller. Kuben præsenterer for eksempel en række symmetrihandlinger, der karakteriserer den. I midten af ​​terningen, forestil dig, at der tegnes et kors, der berører ansigterne over, nedenfor og det på siderne. Afstande er lige og krydser vinkelret.

Hvis en krystal er i overensstemmelse med terningens symmetri, selvom den ikke har nøjagtigt den form, hører den til dette krystallinske system.

Det er her de fem krystallinske klasser, der udgør det kubiske system, kommer frem: terningen, oktaederen, den rombiske dodekaeder, icositetrahedronen og hexacisohedronen. Hver klasse har sine egne varianter, der måske eller måske ikke er afkortet (med flade hjørner).

tetragonal

Tetragonal enhed. Kilde: Stanneret via Wikipedia.

Det tetragonale system kan visualiseres, som om det var et rektangel, der har fået volumen. I modsætning til terningen er dens c-akse længere eller kortere end dens a-akser. Det kan også se ud som en terning strækket op eller komprimeret.

Krystalklasserne, der udgør det tetragonale system, er de primære og firsidede pyramider, de dobbelte otte-sidede pyramider, trapezohedronerne og igen icositetrahedronen og hexacisohedronen. Medmindre du har papirformer til rådighed, vil det være vanskeligt at genkende disse former uden hjælp fra mange års erfaring.

Sekskantet

Hex-drev. Kilde: Stanneret via Wikipedia.

Enhver krystallinsk form, hvis base svarer til en hexagon, tilhører det hexagonale krystalsystem. Nogle af dets krystallinske klasser er: tolvsidede pyramider og dobbeltpyramider.

trigonal

Basen en krystal, der hører til det trigonale system er også hexagonal; men i stedet for at have seks sider, har de tre. Dens krystallinske klasser kommer til at være: prismer eller tre-sidede pyramider, rhombohedronen og scalenohedronen.

ortorombisk

I det orthorhombiske system har dets krystaller en rhombohedral base, hvilket giver anledning til former, hvis tre akser har forskellige længder. Dens krystallinske klasser er: bipyramidale, bisphenoidale og pinacoid.

monoklint

Denne gang er basen i det monokliniske system et parallelogram og ikke en romb. Dens krystallinske klasser er: sphenoid og tredobbelte prismer.

trikliniske

Triklinisk enhed. Kilde: Stanneret via Wikipedia.

Krystallerne, der hører til det trikliniske system, er de mest asymmetriske. Til at begynde med har alle dens akser forskellige længder såvel som vinklerne på dens flader, som er skrå.

Det er her navnet kommer fra: tre skrå, trikliniske vinkler. Disse krystaller forveksles ofte med orthorhombiske, hexagonale og indtager også pseudocubiske former.

Blandt dets krystallinske klasser er pinacoider, bevægelser og figurer med lige antal ansigter.

Eksempler på krystalsystemer

Nogle tilsvarende eksempler for hvert af krystalsystemerne vil blive citeret nedenfor.

Kubisk eller isometrisk

Halit har usædvanlige kubiske krystaller. Kilde: Forælder Géry

Halit, også kendt som almindeligt salt eller natriumchlorid, er det mest repræsentative eksempel på det kubiske eller isometriske system. Blandt andre mineraler eller elementer, der hører til dette system er:

-Fluorite

-Magnetite

-Diamant

-Espinela

-Galena

-Bismuth

-Sølv

-Guld

-Pyrite

-Garnet

tetragonal

Wulfenit er det mest repræsentative eksempel på det tetragonale krystalsystem. Kilde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

I tilfælde af det tetragonale system er mineralwulfenit det mest repræsentative eksempel. Blandt andre mineraler i dette system har vi:

-Casiterite

-Zircon

-Chalcopyrite

-Rutile

-Anatase

-Scheelita

-Apophyllite

ortorombisk

Mineralet tanzanit hører til det orthorhombiske system. Kilde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Blandt de mineraler, der krystalliserer i det orthorhombiske system, har vi:

-Tanzanite

-Baryta

-Olivine

-Sulfur

-Topaz

-Alexandrite

-Anhydrite

-Kaliumpermanganat

-Ammoniumperchlorat

-Chrisoberyl

-Zoisite

-Andalusita

monoklint

Gipskrystaller hører til det monokliniske system. Kilde: Lysippos

Blandt mineralerne i det monokliniske system har vi:

-Azurite

udstøbte

-Pyroxene

-Mica

-Spodumene

-Serpentine

-Måneste sten

-Vivianita

-Petalite

-Crisocolla

-Lazulite

trikliniske

Chalcanthitkrystaller hører til det trikliniske system. Kilde: Ra'ike

Blandt mineralerne i det trikliniske system har vi:

-Amazonite

-Feldspar

-Calcantite

-Rhodonite

-Turquoise

Sekskantet

Perfekt hexagonale akvamarinkrystaller. Kilde: Robert M. Lavinsky via Wikipedia.

På billedet ovenfor har vi et eksempel på, når naturlige former øjeblikkeligt afslører det krystallinske system af mineralet. Blandt nogle mineraler, der krystalliserer i det hexagonale system, har vi:

-Emerald

-Calcite

-Dolomite

-Tourmaline

kvarts

-Apatite

-Zincite

-Morganite

trigonal

Mineralaksiniten hører til det trigonale system. Kilde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Og endelig, blandt nogle mineraler, der hører til det trigonale system, har vi:

-Axinite

-Pyrargyrite

-Nitratin

-Jarosita

-Agate

-Rubin

-Tiger's Eye

-Amethyst

-Jasper

-Safir

-Smoky kvarts

-Hematite

Referencer

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
3. Geologi i. (2020). Krystallstruktur og krystalsystemer. Gendannes fra: geologyin.com
4. K. Seevakan & S. Bharanidharan. (2018). Krystalkarakteriseringsteknikker. International Journal of Pure and Applied Mathematics Bind 119 nr. 12 2018, 5685-5701.
5. Wikipedia. (2020). Crystal system. Gendannet fra: en.wikipedia.org
6. Fredrickson Group. (Sf). De 7 krystalsystemer. Gendannes fra: chem.wisc.edu
7. Crystal Age. (2020). De syv krystalsystemer. Gendannes fra: crystalage.com
8. Dr. C. Menor Salván. (Sf). Isometrisk. Universitetet i Alcalá. Gendannes fra: espiadellabo.com