KRISTÁLYOS RENDSZEREK: FOGALOM ÉS JELLEMZÉS, TÍPUSOK, PÉLDÁK - KÉMIA - 2025

A kristályrendszerek olyan geometriai jellemzők és szimmetria elemek összessége, amelyek lehetővé teszik a különféle kristálycsoportok rendezését. Így, az oldalainak relatív hosszától, az arcok közötti szögetől, a belső tengelyektől és más geometriai szempontoktól függően, az egyik kristály alakja megkülönbözteti magát a másiktól.

Bár a kristályos rendszerek közvetlenül kapcsolódnak az ásványok, fémek, szervetlen vagy szerves vegyületek kristályszerkezetéhez, ezek inkább a külső formájuk tulajdonságaira utalnak, nem pedig atomok, ionok vagy molekulák belső elrendezésére.

Az ásványtani kristályok gazdag változatosságát és szimmetriáit hat kristályrendszer támasztja alá. Forrás: Pexels.

A hat kristályrendszer köbös, tetragonális, hatszögletű, ortorombikus, monoklinikus és triklinikus. A hatszögletű rendszerből származik a trigonális vagy a romboedium. Bármilyen tiszta állapotban lévõ kristály jellemzése után a hat rendszer egyikévé válik.

A természetben néha elegendő a kristályokra nézni, hogy megtudja, melyik rendszerhez tartoznak; feltéve, hogy egyértelműen ismeri a kristálylográfiát. Számos esetben ez azonban nehéz feladat, mert a kristályokat "összekeverik" vagy "deformálódnak" a környezetük körülményei miatt növekedésük során.

Fogalom és jellemzés

A kristályos rendszerek először absztraktnak és nehezen érthetőnek tűnhetnek. A természetben nem olyan kristályokat keres, amelyek pontos kocka alakúak; de ossza meg vele az összes geometriai és izometrikus tulajdonságát. Még ezt szem előtt tartva is vizuálisan lehetetlen kitalálni, hogy melyik kristályrendszerhez tartozik a minta.

Ehhez vannak instrumentális jellemzési technikák, amelyek eredményeik között olyan paraméterek értékeit mutatják, amelyek feltárják, melyik kristályos rendszert vizsgálják; és ezenkívül jelzi a kristály kémiai tulajdonságait.

A kristályok jellemzésére az előnyös módszer tehát a röntgenkrisztallográfia; konkrétan a röntgenpor diffrakció.

Röviden: egy röntgennyaláb kölcsönhatásba lép a kristállyal, és diffrakciós mintázatot kap: egy koncentrikus pont sorozatát, amelynek alakja a részecskék belső elrendezésétől függ. Az adatok feldolgozása az egységcella paramétereinek kiszámításával ér véget; és ezzel meghatározzuk a kristályos rendszert.

Mindegyik kristályos rendszer viszont kristályosztályokból áll, amelyek összesen 32-et alkotnak. Hasonlóképpen, ezekből más más kiegészítő formák is származnak. Éppen ezért a kristályok nagyon változatosak.

A kristályrendszerek típusai

Köbös vagy izometrikus

A kocka csak egyike annak a kristályosztálynak, amelyet a kockarendszer körülzár. Forrás: Smiddle

A köbös vagy izometrikus rendszer megfelel a nagyon szimmetrikus kristályoknak. A kocka például egy szimmetriai művelet sorozatát mutatja be, amely azt jellemzi. Képzelje el, hogy a kocka közepén keresztet húznak, amely megérinti a fenti, az alsó és az oldalsó felületeket. A távolságok egyenlőek, és derékszögben metszik egymást.

Ha egy kristály megfelel a kocka szimmetriájának, akkor is, ha nem pontosan ilyen alakú, akkor ebbe a kristályos rendszerbe tartozik.

Itt derül fény a négy, a kockarendszert alkotó kristályosztályról: a kocka, az oktaéder, a rombikus dodekaéder, az ikoszitetraéder és a hexacisoéder. Mindegyik osztálynak megvannak a maga variációi, amelyek csonkolhatók vagy sem (lapos csúcsokkal).

Négyszögű

Tetragonális egység. Forrás: A Wikipédia útján ragaszkodik.

A tetragonális rendszer úgy jeleníthető meg, mintha egy téglalap lenne, amelyre megadták a térfogatot. A kockától eltérően, c-tengelye hosszabb vagy rövidebb, mint a-tengelye. Úgy néz ki is, mint egy kinyújtott vagy összenyomott kocka.

A tetragonális rendszert alkotó kristályosztályok az elsődleges és a négyoldalas piramisok, a kettős nyolc oldalú piramisok, a trapezoéderek, valamint az ikoszitetraéder és a hexacisohedron. Ha nincs papír formája a kezedben, nehéz lesz ezeket a formákat felismerni éves tapasztalat nélkül.

Hatszögletű

Hex meghajtó. Forrás: A Wikipédia útján ragaszkodik.

Bármely kristályforma, amelynek bázisa megfelel a hatszögnek, a hatszögletű kristályrendszerhez tartozik. Néhány annak kristályosztálya: tizenkét oldalas piramisok és kettős piramisok.

trigonális

A trigonális rendszerhez tartozó kristály bázisa szintén hatszögletű; de a hat oldala helyett három is van. Kristályos osztályai: prizmák vagy háromoldalas piramisok, a romboéder és a sklenoéder.

rombos

Az ortorombás rendszerben annak kristályai romboedrikus alapúak, és olyan alakzatokat eredményeznek, amelyek három tengelye eltérő hosszúságú. Kristályos osztályai: bipiramidális, biszfenoid és pinacoid.

monoklin

Ezúttal a monoklinikus rendszerben az alap paralelogramm, nem rombusz. Kristályos osztályai: sphenoid és háromoldalas prizmák.

triklin

Triclinic egység. Forrás: A Wikipédia útján ragaszkodik.

A triklinikus rendszerhez tartozó kristályok a leginkább aszimmetrikusak. Először is, minden tengelye eltérő hosszúságú, valamint arcainak ferde szögei vannak.

Innen származik a neve: három lejtős, triklinikus szög. Ezeket a kristályokat gyakran összekeverik az ortorombás, hatszögletűekkel, és álszeresen alakúak is.

Kristályos osztályai között szerepelnek a pinacoidok, pedionok és páros arcokat tartalmazó alakzatok.

Példák kristályrendszerekre

Az alábbiakban felsorolunk néhány megfelelő példát az egyes kristályrendszerekre.

Köbös vagy izometrikus

A halit kivételes köbméter kristályokkal rendelkezik. Forrás: Géry szülő

A köbös vagy izometrikus rendszer leginkább reprezentatív példája a halit, más néven közönséges só vagy nátrium-klorid. A rendszerhez tartozó ásványok vagy elemek között szerepelnek a következők:

-Fluorit

-Magnetit

-Gyémánt

-Espinela

-Galenit

-Bizmut

-Ezüst

-Arany

-Pyrite

-Gránát

Négyszögű

A wulfenit a tetragonális kristályrendszer leginkább reprezentatív példája. Forrás: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

A tetragonális rendszer esetében az ásványi wulfenit a leginkább reprezentatív példa. A rendszer többi ásványa között többek között:

-Casiterite

-Cirkon

-Chalcopyrite

-Rutile

-Anatase

-Scheelita

-Apophyllite

rombos

Az ásványi tanzanit az ortorombikus rendszerhez tartozik. Forrás: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Az ortorombás rendszerben kristályosodó ásványok közül:

-Tanzanite

-Báriumoxid

-Olivine

-Kén

-Topáz

-Alexandrite

-Anhydrite

-Kálium-permanganát

-Ammónium-perklorát

-Chrisoberyl

-Zoisite

-Andalusita

monoklin

A gipszkristályok a monoklinikus rendszerbe tartoznak. Forrás: Lysippos

A monoklinikus rendszer ásványai között:

-Azurite

-Öntvény

-Piroxén

-Csillámpala

-Spodumene

-Szerpentin

-Hamó kő

-Vivianita

-Petalite

-Crisocolla

-Lazulite

triklin

A kalkantetikus kristályok a triklinikus rendszerbe tartoznak. Forrás: Ra'ike

A triklinikus rendszer ásványai között van:

-Amazonite

-Földpát

-Calcantite

-Mangánkova

-Türkiz

Hatszögletű

Tökéletesen hatszögletű akvamarin kristályok. Forrás: Robert M. Lavinsky a Wikipedia segítségével.

A fenti képen van egy példa arra, mikor a természetes formák azonnal felfedik az ásvány kristályos rendszerét. A hatszögletű rendszerben kristályosodó ásványok között:

-Smaragd

-Mészpát

-Dolomit

-Turmalin

-Kvarc

-Apatit

-Zincite

-Morganite

trigonális

Az ásványi axinit a trigonális rendszerhez tartozik. Forrás: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

És végül, a trigonális rendszerhez tartozó ásványok közül:

-Axinite

-Pyrargyrite

-Nitratin

-Jarosita

-Achát

-Rubin

-Tigris szeme

-Ametiszt

-Jáspis

-Zafír

-Smoky kvarc

-Vörösvasérc

Irodalom

1. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
3. Geológia. (2020). Kristályszerkezet és kristályrendszerek. Helyreállítva: geologyin.com
4. K. Seevakan és S. Bharanidharan. (2018). Kristály jellemzési technikák. A Nemzetközi Tiszta és Alkalmazott Matematika 119. köte, 2018. szám, 5685–5701.
5. Wikipedia. (2020). Kristály rendszer. Helyreállítva: en.wikipedia.org
6. Fredrickson Csoport. (Sf). A 7 kristályrendszer. Helyreállítva: chem.wisc.edu
7. Kristálykor. (2020). A hét kristályrendszer. Helyreállítva: crystalage.com
8. Dr. C. Menor Salván. (Sf). Izometrikus nézet. Alcaláni Egyetem. Helyreállítva: espiadellabo.com