- Concept en karakterisering
- Soorten kristalsystemen
- Kubiek of isometrisch
- Tetragonal
- Zeshoekig
- Trigonal
- Orthorhombisch
- Monokliniek
- Triclinic
- Voorbeelden van kristalsystemen
- Kubiek of isometrisch
- Tetragonal
- Orthorhombisch
- Monokliniek
- Triclinic
- Zeshoekig
- Trigonal
- Referenties
De kristalsystemen zijn een reeks geometrische kenmerken en symmetrie-elementen die het mogelijk maken om verschillende kristalclusters te sorteren. Dus, afhankelijk van de relatieve lengte van de zijkanten, de hoek tussen de vlakken, de interne assen en andere geometrische aspecten, onderscheidt de vorm van het ene kristal zich van het andere.
Hoewel kristallijne systemen rechtstreeks verband houden met de kristallijne structuur van mineralen, metalen, anorganische of organische verbindingen, verwijzen deze meer naar de eigenschappen van hun externe vorm, en niet naar de interne rangschikking van hun atomen, ionen of moleculen.
De rijke diversiteit aan mineralogische kristallen en hun symmetrieën wordt ondersteund door zes kristalsystemen. Bron: Pexels.
De zes kristalsystemen zijn kubisch, tetragonaal, hexagonaal, orthorhombisch, monoklinisch en triklinisch. Van het hexagonale systeem leidt de trigonale of rhombohedrale af. Elk kristal in zijn zuivere staat, na te zijn gekarakteriseerd, wordt een van deze zes systemen.
In de natuur is het soms voldoende om naar de kristallen te kijken om te weten tot welk systeem ze behoren; mits je kristallografie goed beheerst. In veel gevallen is dit echter een zware taak, omdat de kristallen "vervormd" of "vervormd" zijn als gevolg van de omstandigheden van hun omgeving tijdens hun groei.
Concept en karakterisering
Kristallijne systemen kunnen in eerste instantie een abstract en moeilijk te begrijpen onderwerp lijken. In de natuur ben je niet op zoek naar kristallen die exact de vorm hebben van een kubus; maar deel ermee al zijn geometrische en isometrische kwaliteiten. Zelfs met dit in gedachten, kan het visueel nog steeds onmogelijk zijn om erachter te komen tot welk kristalsysteem een specimen behoort.
Hiervoor zijn er instrumentele karakteriseringstechnieken, die onder hun resultaten de waarden tonen voor bepaalde parameters die onthullen welk kristallijn systeem wordt bestudeerd; en bovendien wijst het op de chemische eigenschappen van het kristal.
De techniek die de voorkeur heeft om kristallen te karakteriseren is dus röntgenkristallografie; specifiek röntgenpoederdiffractie.
Kortom: een röntgenbundel werkt samen met het kristal en er ontstaat een diffractiepatroon: een reeks concentrische punten waarvan de vorm afhangt van de interne rangschikking van de deeltjes. Het verwerken van de gegevens, het eindigt met het berekenen van de parameters van de eenheidscel; en hiermee wordt het kristallijne systeem bepaald.
Elk kristallijn systeem is echter op zijn beurt weer samengesteld uit kristallijne klassen, die in totaal 32 zijn. Evenzo komen er andere verschillende aanvullende vormen uit voort. Daarom zijn de kristallen erg divers.
Soorten kristalsystemen
Kubiek of isometrisch
De kubus is slechts een van de kristallijne klassen die het kubieke systeem omvat. Bron: Smiddle
Het kubische of isometrische systeem komt overeen met zeer symmetrische kristallen. De kubus presenteert bijvoorbeeld een reeks symmetriebewerkingen die hem kenmerken. Stel je voor dat in het midden van de kubus een kruis is getekend dat de vlakken boven, onder en aan de zijkanten raakt. De afstanden zijn gelijk en snijden elkaar loodrecht.
Als een kristal voldoet aan de symmetrie van de kubus, zelfs als het niet precies die vorm heeft, zal het tot dit kristallijnen systeem behoren.
Dit is waar de vijf kristallijne klassen waaruit het kubieke systeem bestaat aan het licht komen: de kubus, de octaëder, de ruitvormige dodecaëder, de icositetraëder en de hexacisohedron. Elke klasse heeft zijn eigen varianten, al dan niet afgekapt (met platte hoekpunten).
Tetragonal
Tetragonale eenheid. Bron: gestandaardiseerd via Wikipedia.
Het tetragonale systeem kan worden gevisualiseerd alsof het een rechthoek is die volume heeft gekregen. In tegenstelling tot de kubus is zijn c-as langer of korter dan zijn a-assen. Het kan er ook uitzien als een uitgerekte of samengedrukte kubus.
De kristalklassen waaruit het tetragonale systeem bestaat, zijn de primaire en vierzijdige piramides, de dubbele achtzijdige piramides, de trapezohedrons en opnieuw de icositetraëder en de hexacisohedron. Tenzij u papieren vormen bij de hand heeft, zal het moeilijk zijn om deze vormen te herkennen zonder de hulp van jarenlange ervaring.
Zeshoekig
Hex-aandrijving. Bron: gestandaardiseerd via Wikipedia.
Elke kristallijne vorm waarvan de basis overeenkomt met die van een zeshoek, behoort tot het hexagonale kristalsysteem. Enkele van de kristallijne klassen zijn: twaalfzijdige piramides en dubbele piramides.
Trigonal
De basis van een kristal dat tot het trigonale systeem behoort, is ook hexagonaal; maar in plaats van zes kanten hebben ze er drie. De kristallijne klassen worden: prisma's of driezijdige piramides, de rhombohedron en de scalenohedron.
Orthorhombisch
In het orthorhombische systeem hebben de kristallen een rhombohedrale basis, waardoor vormen ontstaan waarvan de drie assen verschillende lengtes hebben. De kristallijne klassen zijn: bipyramidaal, bisfenoïdaal en pinacoid.
Monokliniek
Deze keer is in het monoklinische systeem de basis een parallellogram en geen ruit. De kristallijne klassen zijn: wiggen en driezijdige prisma's.
Triclinic
Triklinische eenheid. Bron: gestandaardiseerd via Wikipedia.
De kristallen die tot het triklinische systeem behoren, zijn het meest asymmetrisch. Om te beginnen hebben al zijn assen verschillende lengtes, evenals de hoeken van de gezichten, die hellend zijn.
Dit is waar de naam vandaan komt: drie hellende, triklinische hoeken. Deze kristallen worden vaak verward met orthorhombische, hexagonale, en nemen ook pseudocubische vormen aan.
Tot de kristallijne klassen behoren de pinacoïden, pedionen en vormen met een even aantal gezichten.
Voorbeelden van kristalsystemen
Enkele overeenkomstige voorbeelden voor elk van de kristalsystemen zullen hieronder worden genoemd.
Kubiek of isometrisch
Halite heeft uitzonderlijke kubieke kristallen. Bron: ouder Géry
Haliet, ook bekend als keukenzout of natriumchloride, is het meest representatieve voorbeeld van het kubieke of isometrische systeem. Onder andere mineralen of elementen die bij dit systeem horen, zijn:
-Fluoriet
-Magnetiet
-Diamant
-Espinela
-Loodglans
-Bismut
-Zilver
-Goud
-Pyriet
-Granaat
Tetragonal
Wulfeniet is het meest representatieve voorbeeld van het tetragonale kristalsysteem. Bron: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
In het geval van het tetragonale systeem is het mineraal wulfeniet het meest representatieve voorbeeld. Onder andere mineralen in dit systeem hebben we:
-Casiteriet
-Zirkoon
-Chalcopyrite
-Rutiel
-Anatase
-Scheelita
-Apophyllite
Orthorhombisch
Het mineraal tanzaniet behoort tot het orthorhombische systeem. Bron: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
Onder de mineralen die kristalliseren in het orthorhombische systeem hebben we:
-Tanzaniet
-Baryta
-Olivijn
-Zwavel
-Topaas
-Alexandrite
-Anhydriet
-Kaliumpermanganaat
-Ammoniumperchloraat
-Chrisoberyl
-Zoisiet
-Andalusita
Monokliniek
Gipskristallen behoren tot het monokliene systeem. Bron: Lysippos
Onder de mineralen van het monoklinische systeem hebben we:
-Azuriet
-Gips
-Pyroxeen
-Mica
-Spodumeen
-Serpentijn
-Maansteen
-Vivianita
-Petalite
-Crisocolla
-Lazuliet
Triclinic
Chalcanthietkristallen behoren tot het trikliene systeem. Bron: Ra'ike
Onder de mineralen van het triklinische systeem hebben we:
-Amazoniet
-Veldspaat
-Calcantiet
-Rhodonite
-Turkoois
Zeshoekig
Perfect zeshoekige aquamarijnkristallen. Bron: Robert M. Lavinsky via Wikipedia.
In de afbeelding hierboven hebben we een voorbeeld van wanneer natuurlijke vormen onmiddellijk het kristallijne systeem van het mineraal onthullen. Onder enkele mineralen die kristalliseren in het hexagonale systeem, hebben we:
-Smaragd
-Calciet
-Dolomiet
-Toermalijn
-Kwarts
-Apatiet
-Zinciet
-Morganiet
Trigonal
Het mineraal axiniet behoort tot het trigonale systeem. Bron: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
En tot slot hebben we onder enkele mineralen die tot het trigonale systeem behoren:
-Axinite
-Pyrargyrite
-Nitratin
-Jarosita
-Agaat
-Robijn
-Tijgersoog
-Amethist
-Jasper
-Saffier
-Rookkwarts
-Hematiet
Referenties
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde . (Vierde druk). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
- Geologie In. (2020). Kristalstructuur en kristalsystemen. Hersteld van: geologyin.com
- K. Seevakan & S. Bharanidharan. (2018). Kristalkarakteriseringstechnieken. International Journal of Pure and Applied Mathematics Volume 119 No. 12 2018, 5685-5701.
- Wikipedia. (2020). Kristal systeem. Hersteld van: en.wikipedia.org
- Fredrickson Groep. (sf). De 7 kristalsystemen. Hersteld van: chem.wisc.edu
- Crystal Age. (2020). De zeven kristalsystemen. Hersteld van: crystalage.com
- Dr. C. Menor Salván. (sf). Isometrisch. Universiteit van Alcalá. Hersteld van: espiadellabo.com