KRISTALLIJÄRJESTELMÄT: KÄSITE JA KARAKTERISOINTI, TYYPIT, ESIMERKIT - KEMIA - 2026

Kide järjestelmät ovat joukko geometriset ominaisuudet ja symmetrian elementtejä, jotka mahdollistavat eri lajittelu- kiderypäitä. Siten, riippuen sen sivujen suhteellisista pituuksista, sen pintojen välisestä kulmasta, sisäisistä akseleistaan ​​ja muista geometrisistä näkökohdista, yhden kiteen muoto päätyy erottamaan itsensä toisesta.

Vaikka kiteiset järjestelmät liittyvät suoraan mineraalien, metallien, epäorgaanisten tai orgaanisten yhdisteiden kiteiseen rakenteeseen, nämä viittaavat enemmän niiden ulkoisen muodon ominaisuuksiin eikä niiden atomien, ionien tai molekyylien sisäiseen järjestelyyn.

Mineralogisten kiteiden rikas monimuotoisuus ja niiden symmetriat tukevat kuutta kidejärjestelmää. Lähde: Pexels.

Kuusi kidejärjestelmää ovat kuutio-, tetragonaalinen, heksagonaalinen, ortorombinen, monokliiniset ja trikliiniset. Kuusikulmaisesta järjestelmästä johdetaan trigonaalinen tai romboedrinen. Mistä tahansa puhdasta kiteestään karakterisoinnin jälkeen tulee yksi näistä kuudesta järjestelmästä.

Luonnossa joskus riittää katselemaan kiteitä tietääkseen mihin järjestelmään ne kuuluvat; edellyttäen että sinulla on selkeä kristallografian käsky. Usein kuitenkin, tämä on vaikea tehtävä, koska kiteet "sekoitetaan" tai "deformoituvat" ympäristönsä olosuhteiden seurauksena kasvuaan.

Käsite ja karakterisointi

Kristallijärjestelmät voivat aluksi tuntua abstraktilta ja vaikeasti ymmärrettävältä aiheelta. Luonnossa et halua kiteitä, joilla on tarkka kuution muoto; mutta jaa sen kanssa kaikki sen geometriset ja isometriset ominaisuudet. Jopa tämän huomioon ottaen voi silti olla visuaalisesti mahdotonta selvittää, mihin kidejärjestelmään näyte kuuluu.

Tätä varten on olemassa välineellisiä karakterisointitekniikoita, jotka tuloksistaan ​​osoittavat tiettyjen parametrien arvot, jotka paljastavat, mikä kidejärjestelmä on tutkittavana; ja lisäksi se osoittaa kiteen kemialliset ominaisuudet.

Edullinen tekniikka kiteiden karakterisoimiseksi on siten röntgenkristallografia; erityisesti röntgenjauheen diffraktio.

Lyhyesti sanottuna: Röntgensäde on vuorovaikutuksessa kiteen kanssa ja saadaan diffraktiokuvio: sarja samankeskisiä pisteitä, joiden muoto riippuu hiukkasten sisäisestä järjestelystä. Datan prosessointi päättyy laskemalla yksikkösolun parametrit; ja tällä määritetään kiteinen järjestelmä.

Jokainen kiteinen järjestelmä koostuu kuitenkin vuorostaan ​​kideluokista, joita on yhteensä 32. Samoin niistä johdetaan muita erilaisia ​​lisämuotoja. Siksi kristallit ovat hyvin erilaisia.

Kristallijärjestelmien tyypit

Kuutio- tai isometrinen

Kuutio on vain yksi kideluokista, jotka kuutiojärjestelmä sulkee. Lähde: Smiddle

Kuutio- tai isometrinen järjestelmä vastaa erittäin symmetrisiä kiteitä. Esimerkiksi kuutio esittää sarjan symmetriaoperaatioita, jotka kuvaavat sitä. Kuvittele kuution keskellä, että on piirretty risti, joka koskettaa pintoja yläpuolella, alapuolella ja sivuilla. Etäisyydet ovat yhtä suuret ja leikkaavat suorassa kulmassa.

Jos kristalli noudattaa kuution symmetriaa, vaikka sillä ei olisi täsmälleen sitä muotoa, se kuuluu tähän kidejärjestelmään.

Juuri tässä tulevat esiin viisi kiteistä luokkaa, jotka muodostavat kuutiojärjestelmän: kuutio, oktaaedri, rombinen dodekaedri, ikositetraedroni ja heksaakisohedroni. Jokaisella luokalla on omat varianttinsa, jotka voivat olla katkaistut (tasaisilla kärkillä).

tetragonal

Tetragonal yksikkö. Lähde: Stannered Wikipedian kautta.

Neljäskulmainen järjestelmä voidaan visualisoida ikään kuin se olisi suorakulmio, jolle on annettu tilavuus. Toisin kuin kuutio, sen c-akseli on pidempi tai lyhyempi kuin sen a-akselit. Se voi myös näyttää kuvulta, joka on venytetty tai pakattu.

Kideluokat, jotka muodostavat tetragonaalisen järjestelmän, ovat alkupiste ja nelisivuiset pyramidit, kaksipuoliset kahdeksanpuoleiset pyramidit, trapetsoidronit ja taas ikositetraedroni ja heksaakisohedroni. Ellei sinulla ole paperimuotoja käsillä, on vaikea tunnistaa nämä muodot ilman vuosien kokemusta.

Kuusikulmainen

Kuusiohjaus. Lähde: Stannered Wikipedian kautta.

Mikä tahansa kidemuoto, jonka emäs vastaa kuusikulmaista, kuuluu heksagonaaliseen kidejärjestelmään. Jotkut sen kiteisistä luokista ovat: kaksipuoliset pyramidit ja kaksoispyramidit.

trigonal

Peruskide, joka kuuluu trigonalijärjestelmään, on myös kuusikulmainen; mutta sen sijaan, että heillä olisi kuusi puolta, heillä on kolme. Sen kideluokat tulevat olemaan: prismat tai kolmipuoliset pyramidit, romboedri ja skalenoedri.

ortorombisina

Ortorombisessa järjestelmässä sen kiteillä on romboedrinen pohja, mikä antaa muotoja, joiden kolmella akselilla on erilaiset pituudet. Sen kiteiset luokat ovat: bipyramidit, bisfenoidit ja pinakoidit.

monokliininen

Tällä kertaa monokliinisessä järjestelmässä pohja on suuntakuvio eikä roma. Sen kiteiset luokat ovat: sphenoidiset ja kolmipuoliset prismat.

trikliinistä

Triklinikkayksikkö. Lähde: Stannered Wikipedian kautta.

Trikliinijärjestelmään kuuluvat kiteet ovat epäsymmetrisempiä. Aluksi kaikilla sen akseleilla on erilaiset pituudet, samoin kuin sen pintojen kulmat, jotka ovat vinossa.

Tästä nimestä tulee nimi: kolme kaltevaa, trikliinistä kulmaa. Nämä kiteet sekoitetaan usein ortomombisiin, kuusikulmaisiin ja omaavat myös pseudokubiset muodot.

Sen kideluokissa ovat pinakoidit, pedionit ja muodot, joissa on parillinen määrä kasvoja.

Esimerkkejä kidejärjestelmistä

Joitakin vastaavia esimerkkejä jokaiselle kidejärjestelmälle esitetään jäljempänä.

Kuutio- tai isometrinen

Haliteella on poikkeuksellisia kuutiometriä kiteitä. Lähde: Vanhempi Géry

Haliitti, joka tunnetaan myös nimellä tavallinen suola tai natriumkloridi, on edustavin esimerkki kuutio- tai isometrisestä järjestelmästä. Muita mineraaleja tai alkuaineita, jotka kuuluvat tähän järjestelmään, ovat:

-Fluorite

-Magnetite

-Timantti

-Espinela

-Galena

-Vismutti

-Hopea

-Kulta

-Pyrite

-Granaatti

tetragonal

Wulfeniitti on edustavin esimerkki tetragonaalisesta kidejärjestelmästä. Lähde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Tetragonaalisen järjestelmän tapauksessa mineraalivulfeniitti on edustavin esimerkki. Tämän järjestelmän muiden mineraalien joukossa meillä on:

-Casiterite

-Zircon

-Chalcopyrite

-Rutile

-Anatase

-Scheelita

-Apophyllite

ortorombisina

Mineraalitansaniitti kuuluu ortombriseen järjestelmään. Lähde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Niistä mineraaleista, jotka kiteytyvät ortombrisessa järjestelmässä, meillä on:

-Tanzanite

-Baryta

-Olivine

-Rikki

-Topaasi

-Alexandrite

anhydriitiksi

-Kaliumpermanganaattia

- ammoniumperkloraatti

-Chrisoberyl

-Zoisite

-Andalusita

monokliininen

Kipsikiteet kuuluvat monokliiniseen järjestelmään. Lähde: Lysippos

Monokliinisen järjestelmän mineraaleista meillä on:

-Azurite

-Heittää

-Pyroxene

-Kiille

-Spodumene

-Kiemurteleva

- Kuukivi

-Vivianita

-Petalite

-Crisocolla

-Lazulite

trikliinistä

Kalkananitekiteet kuuluvat trikliinijärjestelmään. Lähde: Ra'ike

Trikliinisen järjestelmän mineraaleista meillä on:

-Amazonite

-Maasälpä

-Calcantite

-Rhodonite

-Turkoosi

Kuusikulmainen

Täydellisesti kuusikulmaiset akvamariinikiteet. Lähde: Robert M. Lavinsky Wikipedian kautta.

Yllä olevassa kuvassa on esimerkki siitä, milloin luonnolliset muodot paljastavat välittömästi mineraalin kiteisen järjestelmän. Joidenkin kuusikulmaisessa järjestelmässä kiteytyvien mineraalien joukossa meillä on:

-Smaragdi

-Kalsiitti

-Dolomite

-Tourmaline

-Kvartsi

-Apatite

-Zincite

-Morganite

trigonal

Mineraaliaksiniitti kuuluu trigonal-järjestelmään. Lähde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Ja lopuksi, eräiden trigonaalijärjestelmään kuuluvien mineraalien joukossa meillä on:

-Axinite

-Pyrargyrite

-Nitratin

-Jarosita

-Akaatti

-Rubiini

- Tiikerin silmä

-Ametisti

-Jaspis

-Safiiri

-Smoky kvartsia

-Hematite

Viitteet

1. Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
3. Geologia. (2020). Kristallirakenne ja kristallijärjestelmät. Palautettu osoitteesta: geologyin.com
4. K. Seevakan ja S. Bharanidharan. (2018). Kidekarakterisointitekniikat. International Journal of Pure and Applied Mathematics, osa 119, nro 12 2018, 5685-5701.
5. Wikipedia. (2020). Kristallijärjestelmä. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
6. Fredrickson-ryhmä. (SF). 7 kidejärjestelmää. Palautettu: chem.wisc.edu
7. Kristallikausi. (2020). Seitsemän kidejärjestelmää. Palautettu osoitteesta: crystalage.com
8. Dr. C. Menor Salván. (SF). Isometrinen. Alcalán yliopisto. Palautettu osoitteesta: espiadellabo.com