Układ krystalograficzny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Układ krystalograficzny – system klasyfikacji kryształów ze względu na układ wewnętrzny cząsteczek w sieci krystalicznej. Układ krystalograficzny definiuje się także jako zespół klas symetrii, których elementy powodują jednakowe ograniczenia stałych sieciowych komórki elementarnej sieci przestrzennej[1]. System wyróżnia siedem układów, w których wyróżnia się 32 klasy krystalograficzne.

Ogólne informacje[edytuj | edytuj kod]

Uznany podział wyróżnia sześć układów krystalograficznych (regularny, heksagonalny, tetragonalny, rombowy, jednoskośny i trójskośny). Ze względów tradycjonalnych można spotkać podziały z dodatkowym układem trygonalnym, który w rzeczywistości jest komórką romboedryczną układu heksagonalnego[1]. Układ cząstek wynika po części ze struktury chemicznej cząsteczki. Większość kryształów przyjmuje formę regularnego wielościanu. Zewnętrzny kształt kryształu (monokryształu) jest odzwierciedleniem jego struktury wewnętrznej. Wewnątrz kryształu atomy, jony i cząsteczki są uporządkowane przestrzennie w określony, regularny sposób.

Elementami symetrii budowy kryształów są:

Wyróżnia się następujące układy krystalograficzne[edytuj | edytuj kod]

Istnieją substancje nie mające struktury krystalicznej – amorficzne (bezpostaciowe), zwane też szkłami, np. opal. Mimo iż nie są minerałami, są przedmiotem badań mineralogii. Nazywa się je mineraloidami.

Z reguły jednemu związkowi chemicznemu odpowiada jedna klasa krystalograficzna, chociaż niektóre minerały o jednakowym składzie chemicznym mają różną budowę wewnętrzną i należą do różnych klas krystalograficznych. Zjawisko to definiuje się jako polimorfizm.

Przykładowe formy polimorficzne (alotropowe):

Information icon.svg Osobny artykuł: Alotropia.

Charakterystyka układów[edytuj | edytuj kod]

Charakterystyka układów krystalograficznych[2]
Układ Jednostki osiowe Kąty między osiami
regularny a = b = c α = β = γ = 90°
tetragonalny a = b ≠ c α = β = γ = 90°
rombowy a ≠ b ≠ c α = β = γ = 90°
jednoskośny a ≠ b ≠ c ≠ a α = γ = 90°; β ≠ 90°
trójskośny a ≠ b ≠ c ≠ a α ≠ β ≠ γ ≠ α
α, β, γ ≠ 90°
heksagonalny a = b ≠ c α = β = 90°; γ = 120°
trygonalny
(romboedryczny)
a = b ≠ c
(a = b = c)
α = β = 90°; γ = 120°
(α = β = γ ≠ 90°)

Sieć Bravais'go[edytuj | edytuj kod]

Układ krystalograficzny opisuje się często za pomocą sieci Bravais'go. Jest to sposób wypełnienia przestrzeni przez wielokrotne powtarzanie operacji translacji komórki elementarnej. Sieci Bravais'go uzyskiwane są przez złożenie siedmiu układów krystalograficznych i czterech sposobów centrowania (P – prymitywne; C – centrowanie na podstawach; F – centrowanie na wszystkich ścianach; I – centrowanie przestrzenne). Jeżeli rozpatruje się układ trygonalny jako romboedryczną wersję układu heksagonalnego to jest on oznaczany przez literę R. Spośród teoretycznie możliwych 28 (7 · 4) sposobów występuje tylko 14[3]:

Układ Liczba możliwości Możliwe sieci Bravais'go
Regularny 3 prymitywna (P), przestrzennie centrowana (I), ściennie centrowana (F)
Tetragonalny 2 prymitywna (P), przestrzennie centrowana (I)
Rombowy 4 prymitywna (P), przestrzennie centrowana (I), ściennie centrowana (F), centrowana na podstawach (C)
Jednoskośny 2 prymitywna (P), centrowana na podstawach (C)
Trójskośny 1 prymitywna (P)
Heksagonalny 1 prymitywna (P)
Trygonalny[a] 1 prymitywna (P)
Rodzina krystalograficzna[b] Układ krystalograficzny Typ komórki Bravais'go Symbol Pearsona Główne translacje Liczba węzłów[c] Geometria komórki elementarnej
trójskośny P aP a, b, c 1 Triclinic.svg
jednoskośny P mP a, b, c 1 Monoclinic.svg
C mC a, b, c, {a+b}\over{2} 2 Monoclinic-base-centered.svg
rombowy P oP a, b, c 1 Orthorhombic.svg
C oC a, b, c, {a+b}\over{2} 2 Orthorhombic-base-centered.svg
I oI a, b, c, {a+b+c}\over{2} 2 Orthorhombic-body-centered.svg
F oF a, b, c, {a+b}\over{2}, {b+c}\over{2} , {a+c}\over{2} 4 Orthorhombic-face-centered.svg
tetragonalny P tP a, b = a, c 1 Tetragonal.svg
I tI a, b = a, c, {2a+b+c}\over{2} 2 Tetragonal-body-centered.svg
heksagonalny heksagonalny P hP a, b = a, c 1 Hexagonal lattice.svg
trygonalny[d] R hR a, b = a, c, {2a+b+c}\over{3} 3 Rhombohedral.svg
regularny P cP a, b = a, c = a 1 Cubic.svg
I cI a, b = a, c = a, {a+b+c}\over{2} 2 Cubic-body-centered.svg
F cF a, b = a, c = a, {a+b}\over{2}, {b+c}\over{2} , {a+c}\over{2} 4 Cubic-face-centered.svg

Uwagi

  1. W niektórych podziałach występuje jako odmiana romboedryczna układu heksagonalnego.
  2. Zgodnie z podziałem Tablic Międzynarodowych.
  3. Liczba węzłów przypadających na jedną komórkę elementarną.
  4. W niektórych podziałach występuje jako osobny układ trygonalny/romboedryczny.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Wikimedia Commons

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 Trzaska Durski Z., Trzaska Durska H.: Podstawy krystalografii. Warszawa: OW Politechniki Warszawskiej, 2003, s. 141-143. ISBN 83-7207-438-0.
  2. Krystalografia. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007. ISBN 978-83-01-14704-4.
  3. Trzaska Durski Z., Trzaska Durska H.: Podstawy krystalografii. Warszawa: OW Politechniki Warszawskiej, 2003, s. 55-57. ISBN 83-7207-438-0.