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1. Allgemeines zur Kristallsystematik
Die Kristallformen (oder die Kristallsysteme) von Kristallen hängt von der
Anordnung ihrer
kleinsten Bausteine (Ione, Atome oder/und Molekühle) ab. Diese Grundeinheiten (sog.
"Elementarzellen") sind gesetzmäßig geometrisch angeordnet, sie bauen Raumgitter oder
Kristallgitter auf. Diese werden in verschiedenen Gittertypen eingeteilt.
Die Kristallformen sind abhängig von solchen Kristallgittern. Der Kristall (als Raumkörper
betrachtet) ist von Kanten, Ecken und verschiedenen Formen begrenzt, die in ihrer Symmetrie
den inneren Gittertypen gleichen. Für jede kristallisierte Mineralart sind die Winkel, unter
denen sich die einzelnen Kristallflächen schneiden, ausschlaggebend für die Einordnung in ein
Kristallsystem. Die Größe dieser Winkel (sog. "Flächenwinkel") ist bei allen Kristallen der selben
Mineralart gleich.
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Abb.1:
Hier sehen sie, wie die Elementarzelle des Kochsalzes aufgebaut ist. Die einfach positiv geladenen
Natriumionen (rot) gehen mit den einfach negativ geladenen Chloridionen eine Ionenbindung ein.
Durch ihre Ladungen bauen sich die Ionen in ein Kristallsystem ein. An der Form, die hier als
Quader angedeutet ist, erkennt man schon das Kristallsystem des Kristalls. Solche Elementarzellen
können natürlich viel komplexer aussehen.
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Die Symmetrie der Kristalle bezeichnet die Lage oder Stellung der einzelnen Kristallflächen
zueinander. Es gibt folgende Symmetrieelemente:
1. -- Die Symmetrieebene: Teilung der Kristalle in zwei symmetrische Hälften (deshalb auch
Spiegelebnen genannt)
2. -- Die Symmetrieachse: Gerade, die durch das Zentrum des Kristalls geht. Wird der Kristall
um diese Achse gedreht, so gelangt er bei bestimmten Drehwinkeln in die Stellungen, die der
Ausgangsposition gleichen. Je nach dem, wie oft dies bei einer vollen Drehung um 360° erreicht
wird, wird die Symmetrieachse zwei-, drei-, vier- oder sechszählig genannt.
3. -- Das Symmetriezentrum: Wenn jede Fläche des Kristalls einer parallelen,
gegenüberliegenden Fläche, die um das gedachte Zentrum um 180° gedreht ist,
entspricht, dann
ist diese Zentrum das Symetriezentrum.
Werden diese Symmetrieelemente kombiniert und nach Art und Anzahl geordnet, so entstehen 32
Symmetrieklassen und diese wiederum ergeben (nach gemeinsamen Merkmalen der Geometrie und der
sog. Achsenkreuze sortiert) 7 Kristallsysteme. Diese ermöglichen eine genaue Bestimmung der
Lage der einzelnen Kristallflächen.
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2. Die sieben Kristallsysteme
Die sieben Kristallsysteme werden nach der Anzahl ihrer Symmetrieelemente sortiert. Das
Kristallsystem mit dem geringsten Symmetriemerkmalen ist das trikline Kristallsystem, dann
folgt der Reihe nach das monokline-, rhombische-, tetragonale-, trigonale-/ hexagonale-, und
zum Schluss das kubische Kristallsystem, welches die meisten Symmetriemerkmale besitzt.
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2.1. Das trikline Kristallsystem
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Das trikline Kristallsystemen gehört zu den System mit den wenigsten Symmetrieelemente.
Ein Kristall gehört in das trikine Kristallsystem, wenn alle drei Achsen von verschiedener Länge
und gegeneinander ungleich 90° geneigt sind. Eine typische Kristallform ist Pedion.
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Formen:
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Basispedion |
Pedion |
Pinakoid |
Pinakoid |
Beispiele:
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Cyanit |
Oligoklas |
Mikroklin |
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2.2. das monokline Kristallsystem
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Das monokline Kristallsystem hat im Gegensatz zum triklinen die Eigenschaft,
dass nur zwei Achsen zueinander ungleich 90° geneigt sind. Dadurch entsteht hier eine geneigte Ebene.
Weiterhin sind alle Achsen von verschiedener Länge. Die typische Kristallform ist Pedion.
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Formen:
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seitliches Pedion |
Sphenoid |
Doma |
Prisma |
Beispiele:
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Gips |
Orthoklas
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2.3. Das rhombische Kristallsystem
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Beim rhombischen Kristallsystem stehen alle drei Achsen senkrecht zueinander, diese sind von verschiedener Länge.
Als typische Kristallformen sind rhombische Prismen, Pyramiden und rhombische Doppelpyramiden zu nennen.
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Formen:
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Basispinakoid |
Doma |
Rhombischer Disphenoid |
Rhombische Dipyramide |
Beispiele:
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Anglesit |
Schwefel |
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2.4. Das tetragonale Kristallsystem
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Auch im tetragonalen Kristallsystem sind die drei Achsen senkrecht zueinander. Zwei davon sind gleich lang,
die dritte Achse (die vierzählige Symmetrieachse) ist entweder kürzer oder länger.
Typische Kristallformen sind vierseitige Prismen und Pyramiden, Trapezoeder und Doppelpyramiden.
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Formen:
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Tetragonales Prisma |
Tetragonale Pyramide |
Teragonaler Disphenoid |
Ditetragonale Pyramide |
Beispiele:
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Kassiterit |
Zirkon |
Scheelit |
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2.5. Das hexagonale bzw. trigonale Kristallsystem
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Beim hexagonalen Kristallsystem liegen drei der vier Achsen in einer
Ebene, sind gleich lang und schneiden einander in einem einem Winkel von 120°. Die
vierte Achse (die dreizählige Symmetrieachse) steht senkrecht zu diesen. Der
Unterschied zwischen dem hexagonalen und dem trigonalen Kristallsystem liegt darin, dass
die Symmetrieachse beim hexagonalen sechszählig, beim trigonalen dreizählig ist. Typische
Kristallformen sind dreiseitige Prismen, Pyramiden, Rhomboeder und Skalenoeder.
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Formen:
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Hexagonales Prisma |
Rhomboeder |
Trigonale Pyramide |
Dihexagonale Pyramide |
Beispiele:
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Calcit |
Rauchquarz |
Roter Beryll |
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2.6. Das Kubische Kristallsystem
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Kas kubische Kristallsystem ist das, mit der größten Anzahl an Symmetrieelementen. Alle drei
Achsen stehen senktrecht zueinander und sind gleich lang.
Typische Kristallformen sind Würfel, Oktaeder, Rhomboemdodekaeder, Pentagondodekaeder,
Ikositetraeder und Hexakisoktaeder.
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Formen:
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Würfel |
Oktaeder |
Tetraeder |
Hexakisoktaeder |
Beispiele:
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Pyrit |
Diamant |
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3. übersicht
Der folgende Link führt Sie zu einer Übersicht der Kristallsysteme mit allen
32 Kristallformen: Übersicht. Das Bild hat eine Größe
von ca. 21 X 15cm, so dass es auf ein DIN A4 Blatt passt.
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Ein Nachwort
In Kristallsystemen lagern sich Wassermoleküle an. Dieser Vorgang heißt Hydratation, die angelagerten Wassermoleküle werden als Kristallwasser oder auch Hydratwasser bezeichnet. Es ist häufig nicht fest an das Kristallsystem gebunden, sondern kann durch Erhitzen von ihm getrennt werden. Um festzustellen wie viel Wasser in einem Kristallsystem gebunden ist, ist eine Feuchtemessung nötig. Eine Methode, die sich in vielen Fällen als geeignet erwiesen hat, ist das Calciumcarbid-Verfahren. Bei diesem Verfahren reagiert Calciumcarbid mit dem in einer feuchten Probe enthaltenen Wasser zu Acetylen.
Bei Schmucksteinen, wie etwa dem Bergkristall oder dem Amethyst, haben die verschiedenen Mineralien oftmals große, besonders schöne Kristallformen ausgebildet. Kristalle ganz anderer Art - nämlich Schneekristalle - sind ein beliebtes Motiv auf Weihnachtskarten. Schneekristalle bilden sich, wenn sich extrem feine Wassertröpfchen an Staubpartikelchen anlagern und zu Eis erstarren. Ob sich dabei plättchenförmige oder sternförmige Eiskristalle ausbilden, hängt von der Umgebungstemperatur ab. Die Luftfeuchtigkeit hingegen hat Einfluss auf das Wachstum der Kristalle. Je höher die Luftfeuchtigkeit, desto größer die Flocken.
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