Einführung in die Kristallographie und ihre Grundlagen

Grundlagen der Kristallographie

Körperstrukturen

Kristalline Körper

Atome und Moleküle sind in einer geordneten Struktur angeordnet und gehorchen physikalischen Gesetzen.

Amorphe Körper

Atome und Moleküle sind in einer ungeordneten Struktur angeordnet und gehorchen keinem spezifischen Gesetz.

Definitionen

Kristallographie

Die wissenschaftliche Untersuchung von Kristallen als geometrische Polyeder.

Glas

Glas ist ein amorpher Feststoff ohne regelmäßige innere Ordnung. Es geht vom festen in den flüssigen Zustand über, wenn bestimmte Temperatur- (T) und Druckbedingungen (P) über eine gewisse Zeitspanne erreicht werden.

Kristallformen und -größen

Euedral

Kristalle mit vollständig definierten Kanten und Flächen.

Subedral

Kristalle mit teilweise definierten Kanten und Flächen.

Anedral

Kristalle ohne definierte Kanten oder Flächen.

Mikrokristallin

Winzige Kristalle, die nur unter dem Mikroskop sichtbar sind.

Kryptokristallin

Kristalle, die nur mit Röntgenstrahlen sichtbar sind.

Ziele der Kristallographie

1. Untersuchung von Kristallen
2. Untersuchung von kristallinen Systemen
3. Studie an Zwillingskristallen und Gesteinskörnungen

Symmetrieelemente von Kristallen

Symmetriezentrum

Der Punkt im Kristall, von dem alle äquidistanten Punkte des Kristalls ausgehen.

Symmetrieachse

Eine imaginäre Achse, die durch den Kristall verläuft und um die sich der Kristall um 360° drehen lässt, wobei er n-mal ein identisches Erscheinungsbild zeigt (n-zählige Achse).

Symmetrieebene

Eine gedachte Ebene, die durch das Symmetriezentrum verläuft und den Kristall in zwei gleiche, spiegelbildliche Teile teilt.

Erkennung von Kristallsymmetrie

1. Wenn eine n-zählige Achse durch das Symmetriezentrum verläuft, kann eine Achse senkrecht zu dieser bestimmt werden.
2. Wenn n Achsen in derselben Ebene liegen, kann eine Achse höherer Ordnung senkrecht zu dieser Ebene und den Achsen identifiziert werden.

Morphologische Beziehungen von Kristallen

1. Eulerscher Satz
2. Raumgitter
3. Kristalline Formen:
   • Pedion
   • Pinakoid
   • Sphenoid
   • Doma
   • Prisma
   • Pyramide
   • Trapezoeder
   • Rhomboeder
   • Skalenoeder
   • Dipyramide

Kristallographische Parameter und Notationen

Kristallographische Ebenen

Eine Ebene, die durch zwei kristallographische Achsen definiert wird und den Raum in 8 oder 12 Teile teilt. Wenn eine solche Ebene mit einer kristallographischen Symmetrieebene zusammenfällt, wird sie als Diametralebene bezeichnet, andernfalls als Diagonalebene.

Kristallographische Achsen und Winkel

Kristallographische Achsen

Ein System von Koordinatenachsen, das verwendet wird, um die Position der Flächen eines Kristalls im Raum zu bestimmen.

Kristallographische Winkel

Winkel, die von jeweils zwei kristallographischen Achsen gebildet werden.

Parameter

Der Schnittpunkt einer Kristallfläche mit den kristallographischen Achsen.

Arten von Kristallflächen

1. Pinakoidal: Eine Fläche, die eine kristallographische Achse schneidet.
2. Prismatisch: Eine Fläche, die zwei kristallographische Achsen schneidet und parallel zur dritten ist.
3. Pyramidal: Eine Fläche, die alle drei kristallographischen Achsen schneidet.

Kristallographische Notationen

Analytische Darstellungen der Flächen eines Kristalls in Bezug auf die kristallographischen Achsen.

Zonenindizes

Die Menge der parallelen Flächen in dieselbe Richtung.

Zonenachse

Eine imaginäre Achse, die durch das Symmetriezentrum des Kristalls verläuft und parallel zu den Flächen ist.

Zonenebene

Eine Ebene senkrecht zur Zonenachse.