Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.1: Кристалографія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    37007

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Базовий

    Традиційно кристалографія - це вивчення кристалів і їх опис за геометричними спостереженнями. Це передбачає вимірювання граней кристалів по відношенню до їх уявних кристалічних осей (за допомогою кутоміра) і симетрії.
    У сучасний час кристалографія - це вивчення розташування атомів у твердих тілах за допомогою рентгенівської дифракційної фотографії.

    Деякі тверді речовини не мають структурованого розташування атомів - наприклад, скла та опалу. Ми називаємо ці неструктуровані тверді речовини «аморфними».

    Кристал:

    • являє собою геометричне тверде тіло, пов'язане плоскими поверхнями
    • має правильний і симетричний малюнок атомів ('кристалічна решітка')
    • має фізичні та оптичні властивості, які можуть змінюватися в залежності від напрямку

    Аморфне тверде речовина має:

    • немає певної форми («не кристалічна»)
    • фізичні та оптичні властивості, які залишаються незмінними у всіх напрямках

    В ідеалі монокристали можна спостерігати неозброєним оком, однак деякі кристали настільки малі, що їх неможливо виявити без збільшення. Часто ці дрібні кристали зв'язуються між собою, утворюючи тверде тіло, і цей вид твердого тіла називається полікристалічним (полі = багато).
    Раніше полікристалічні структури поділялися на мікрокристалічні і криптокристалічні.

    • Мікрокристалічні тіла складаються з дрібних кристалів, які можна індивідуально спостерігати зі збільшенням (наприклад, мікроскоп).
    • Криптокристалічні речовини складаються з таких дрібних кристалів, що мікроскоп не може розрізнити окремі кристали.

    Сучасні мікроскопи, які можуть збільшуватися до 0,3 нм, зробили термін криптокристалічний застарілим.

    За спостереженнями ми ділимо кристали на 3 групи і 7 кристалічних систем.
    Слід зазначити, що деякі геммологічні інститути (особливо американські, такі як ДПА) не розглядають тригональну систему як систему самостійно, а класифікують її як підгрупу гексагональної системи.

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Кришталеві системи

    Кришталева система Група осі симетрії площини симетрії Центр симетрії Кришталеві осі (з розмірами і кутами)
    Кубічний (ізометричний) Я 13 9 1 3 (a = a) (все на 90° один до одного)
    Тетрагональний II 5 5 1 3 (a = a ≠ c) (все на 90° один до одного)
    шестикутна II 7 7 1 4 (a = a = a ≠ c) (3 при 120°, вісь c при 90° до них)
    Тригональний II 4 3 1 4 (a = a = a ≠ c) (3 при 120°, вісь c при 90° до них)
    Орторомбічний III 3 3 1 3 (a ≠ b ≠ c) (все на 90° один до одного)
    Моноклінічний III 1 1 1 3 (a ≠ b ≠ c) (a нахил до c, b при 90° до них)
    Триклініка III жоден жоден 1 3 (a ≠ b ≠ c) (всі нахили)

    Вищезгадані 7 кристалічних систем додатково поділяються на 32 класи. Ці класи мають різні рівні симетрії всередині кожної системи. Симетрії, наведені вище, є найвищими рівнями симетрії в кожній системі.
    Наприклад, тригональний мінеральний турмалін має різні закінчення на кінцях призми (через геміморфізму) і таким чином пропустить одну площину симетрії.

    Дорогоцінні камені групи I ізометричні (однакова довжина у всіх напрямках осей кристалів). Дорогоцінні камені в групі II одновісні, а III групи - двовісні.