Wissenschaft

Arten von Kristallen: Formen und Strukturen

Es gibt mehr als eine Möglichkeit, einen Kristall zu kategorisieren. Die beiden gebräuchlichsten Methoden bestehen darin, sie nach ihrer Kristallstruktur und nach ihren chemischen / physikalischen Eigenschaften zu gruppieren.

 

Kristalle gruppiert nach Gittern (Form)

Es gibt sieben Kristallgittersysteme.

  1. Kubisch oder isometrisch: Diese sind nicht immer würfelförmig. Sie finden auch Oktaeder (acht Gesichter) und Dodekaeder (10 Gesichter).
  2. Tetragonal: Ähnlich wie kubische Kristalle, jedoch entlang einer Achse länger als die andere, bilden diese Kristalle Doppelpyramiden und Prismen.
  3. Orthorhombisch: Wie tetragonale Kristalle, außer im Querschnitt nicht quadratisch (wenn man den Kristall am Ende betrachtet), bilden diese Kristalle rhombische Prismen oder Dipyramiden ( zwei zusammengeklebte Pyramiden ).
  4. Sechseckig:  Wenn Sie den Kristall am Ende betrachten, ist der Querschnitt ein sechsseitiges Prisma oder Sechseck.
  5. Trigonal: Diese Kristalle  besitzen eine einzelne dreifache Rotationsachse anstelle der sechsfachen Achse der hexagonalen Teilung.
  6. Triklin:  Diese Kristalle sind normalerweise nicht von einer Seite zur anderen symmetrisch, was zu ziemlich seltsamen Formen führen kann.
  7. Monoklin: Wie verzerrte tetragonale Kristalle bilden diese Kristalle häufig Prismen und Doppelpyramiden.

Dies ist eine sehr vereinfachte Ansicht von Kristallstrukturen. Außerdem können die Gitter primitiv (nur ein Gitterpunkt pro Einheitszelle) oder nicht primitiv (mehr als ein Gitterpunkt pro Einheitszelle) sein. Die Kombination der 7 Kristallsysteme mit den 2 Gittertypen ergibt die 14 Bravais-Gitter (benannt nach Auguste Bravais, der 1850 Gitterstrukturen erarbeitete).

 

Kristalle, gruppiert nach Eigenschaften

Es gibt vier Hauptkategorien von Kristallen, die nach ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften gruppiert sind .

    1. Kovalente Kristalle:  Ein kovalenter Kristall hat echte  kovalente Bindungen zwischen allen Atomen im Kristall. Sie können sich einen kovalenten Kristall als ein großes Molekül vorstellen. Viele kovalente Kristalle haben extrem hohe Schmelzpunkte. Beispiele für kovalente Kristalle umfassen Diamant- und Zinksulfidkristalle.
    2. Metallische Kristalle:  Einzelne Metallatome metallischer Kristalle sitzen auf Gitterplätzen. Dadurch können die äußeren Elektronen dieser Atome frei um das Gitter schweben. Metallische Kristalle neigen dazu, sehr dicht zu sein und hohe Schmelzpunkte zu haben.
    3. Ionenkristalle Die Atome von Ionenkristallen werden durch  elektrostatische Kräfte (Ionenbindungen) zusammengehalten. Ionenkristalle sind hart und haben relativ hohe Schmelzpunkte. Tafelsalz (NaCl) ist ein Beispiel für diesen Kristalltyp.
    4. Molekülkristalle:  Diese Kristalle enthalten erkennbare Moleküle in ihren Strukturen. Ein Molekülkristall wird durch nichtkovalente Wechselwirkungen wie Van-der-Waals-Kräfte oder  Wasserstoffbrücken zusammengehalten. Molekülkristalle neigen dazu, mit relativ niedrigen Schmelzpunkten weich zu sein. Kandiszucker. die kristalline Form von Haushaltszucker oder Saccharose, ist ein Beispiel für einen Molekülkristall.

 

Kristalle können auch als piezoelektrisch oder ferroelektrisch klassifiziert werden. Piezoelektrische Kristalle entwickeln eine dielektrische Polarisation, wenn sie einem elektrischen Feld ausgesetzt werden. Ferroelektrische Kristalle werden permanent polarisiert, wenn sie einem ausreichend großen elektrischen Feld ausgesetzt werden, ähnlich wie ferromagnetische Materialien in einem Magnetfeld.

Wie beim Gitterklassifizierungssystem ist dieses System nicht vollständig geschnitten und getrocknet. Manchmal ist es schwierig, Kristalle als zu einer Klasse gehörend und nicht zu einer anderen zu kategorisieren. Diese breiten Gruppierungen vermitteln Ihnen jedoch ein gewisses Verständnis der Strukturen.

 

Quellen

  • Pauling, Linus (1929). „Die Prinzipien, die die Struktur komplexer Ionenkristalle bestimmen.“ Marmelade. Chem. Soc. 51 (4): 1010–1026. doi: 10.1021 / ja01379a006
  • Petrenko, VF; Whitworth, RW (1999). Physik des Eises . Oxford University Press. ISBN 9780198518945.
  • West, Anthony R. (1999). Grundlegende Festkörperchemie (2. Aufl.). Wiley. ISBN 978-0-471-98756-7.

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