KRYSTALICKÉ SYSTÉMY: KONCEPCE A CHARAKTERIZACE, TYPY, PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Tyto krystalové soustavy jsou sada geometrických vlastností a symetrie prvky, které umožňují různé třídění krystalů clusterů. Tudíž, v závislosti na relativních délkách jeho stran, úhlu mezi jeho plochami, jeho vnitřními osami a jinými geometrickými aspekty, tvar jednoho krystalu končí tak, že se odlišuje od druhého.

Ačkoli krystalické systémy jsou přímo spojeny s krystalickou strukturou minerálů, kovů, anorganických nebo organických sloučenin, vztahují se spíše na vlastnosti jejich vnější formy, a nikoli na vnitřní uspořádání jejich atomů, iontů nebo molekul.

Bohatou rozmanitost mineralogických krystalů a jejich symetrii podporuje šest krystalických systémů. Zdroj: Pexels.

Šest krystalických systémů je krychlových, tetragonálních, hexagonálních, ortorombických, monoklinických a triklinických. Z hexagonálního systému se odvozuje trigonální nebo rhombohedral. Každý krystal ve svém čistém stavu se po charakterizaci stane jedním z těchto šesti systémů.

V přírodě někdy stačí podívat se na krystaly a zjistit, ke kterému systému patří; za předpokladu, že máte jasný příkaz krystalografie. V mnoha případech je to však náročný úkol, protože krystaly jsou „míchány“ nebo „deformovány“ v důsledku podmínek jejich prostředí během jejich růstu.

Koncepce a charakterizace

Krystalické systémy se mohou zpočátku jevit jako abstraktní a obtížně pochopitelné téma. V přírodě nehledáte krystaly, které mají přesný tvar krychle; ale sdílejte s ním všechny své geometrické a izometrické vlastnosti. I s ohledem na to může být vizuálně nemožné zjistit, ke kterému krystalovému systému náleží vzorek.

Za tímto účelem existují instrumentální charakterizační techniky, které mezi jejich výsledky ukazují hodnoty pro určité parametry, které odhalují, který krystalický systém je studován; a dále poukazuje na chemické vlastnosti krystalu.

Výhodnou technikou pro charakterizaci krystalů je tedy rentgenová krystalografie; konkrétně rentgenová prášková difrakce.

Zkrátka: rentgenový paprsek interaguje s krystalem a získá se difrakční obrazec: řada soustředných bodů, jejichž tvar závisí na vnitřním uspořádání částic. Zpracování dat končí výpočtem parametrů jednotkové buňky; a tím se stanoví krystalický systém.

Avšak každý krystalický systém je zase složen z krystalických tříd, které sečtou celkem 32. Podobně z nich vyplývají další různé další formy. Proto jsou krystaly velmi rozmanité.

Druhy krystalových systémů

Kubický nebo izometrický

Krychle je jen jednou z krystalických tříd, které krychlový systém uzavírá. Zdroj: Smiddle

Kubický nebo izometrický systém odpovídá vysoce symetrickým krystalům. Například krychle představuje řadu operací symetrie, které ji charakterizují. Ve středu krychle si představte, že je nakreslen kříž, který se dotýká ploch nad, pod a po stranách. Vzdálenosti jsou stejné a protínají se v pravém úhlu.

Pokud krystal odpovídá symetrii krychle, i když nemá přesně tento tvar, bude patřit do tohoto krystalického systému.

Zde se objevuje pět krystalických tříd, které tvoří kubický systém: krychle, oktaedron, kosočtverečný dodekahedron, icositetrahedron a hexacisohedron. Každá třída má své vlastní varianty, které mohou nebo nemusí být zkráceny (s plochými vrcholy).

Tetragonální

Tetragonální jednotka. Zdroj: Stannered přes Wikipedia.

Tetragonální systém lze vizualizovat, jako by to byl obdélník, kterému byl dán objem. Na rozdíl od krychle je její osa c delší nebo kratší než její osy a. Může to také vypadat jako kostka natažená nebo stlačená.

Krystalové třídy, které tvoří tetragonální systém, jsou prvotřídní a čtyřstranné pyramidy, dvojité osmiboké pyramidy, lichoběžníky a znovu ikositetrahedron a hexacisohedron. Pokud nemáte po ruce papírové tvary, bude obtížné tyto tvary rozeznat bez pomoci dlouholetých zkušeností.

Šestiúhelník

Šestihranná jednotka. Zdroj: Stannered přes Wikipedia.

Každá krystalická forma, jejíž báze odpovídá základně hexagonu, bude patřit do hexagonálního krystalového systému. Některé z jeho krystalických tříd jsou: dvanáctistranné pyramidy a dvojité pyramidy.

Trigonal

Základ krystalu, který patří do trigonálního systému, je také hexagonální; ale namísto šesti stran mají tři. Její krystalické třídy jsou: hranoly nebo třístranné pyramidy, rhombohedron a scalenohedron.

Ortorombický

V ortorombickém systému mají krystaly kosočtvercovou základnu, což vede k tvarům, jejichž tři osy mají různé délky. Jeho krystalické třídy jsou: bipyramidální, bisfenoidní a pinakoidní.

Monoklinické

Tentokrát je v monoklinickém systému rovnoběžník, nikoli kosočtverec. Její krystalické třídy jsou: sfenoidní a třístranné hranoly.

Triclinic

Triklinická jednotka. Zdroj: Stannered přes Wikipedia.

Krystaly, které patří do triklinického systému, jsou nejvíce asymetrické. Nejprve mají všechny její osy různé délky a úhly čelních stran, které jsou nakloněné.

Odtud pochází jeho název: tři nakloněné, triklinické úhly. Tyto krystaly jsou často zaměňovány s ortorombickými, hexagonálními a také adoptují pseudocubické tvary.

Mezi jeho krystalické třídy patří pinacoids, pedions a tvarů se sudým počtem obličejů.

Příklady krystalických systémů

Některé odpovídající příklady pro každý z krystalových systémů budou uvedeny níže.

Kubický nebo izometrický

Halite má výjimečné kubické krystaly. Zdroj: Rodič Géry

Halite, také známý jako obyčejná sůl nebo chlorid sodný, je nejvíce reprezentativní příklad kubického nebo izometrického systému. Mezi další minerály nebo prvky, které patří do tohoto systému, patří:

-Fluorit

-Magnetit

-Diamant

-Espinela

-Galenit

-Vizmut

-Stříbrný

-Zlato

-Pyrite

-Granát

Tetragonální

Wulfenit je nejreprezentativnějším příkladem tetragonálního krystalového systému. Zdroj: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

V případě tetragonálního systému je nejreprezentativnějším příkladem minerální wulfenit. Mezi další minerály v tomto systému máme:

-Casiterite

-Zirkon

-Chalkopyrit

-Rutile

-Anatase

-Scheelita

-Fyllit

Ortorombický

Minerální tanzanit patří do ortorombického systému. Zdroj: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Mezi minerály, které krystalizují v ortorombickém systému, máme:

-Tanzanite

-Baryto

-Olivine

-Síra

-Topas

-Alexandrit

- Anhydrit

-Manganistan draselný

- Chloristan amonný

-Hrisoberyl

-Zoisite

- Analusite

Monoklinické

Krystaly sádry patří do monoklinického systému. Zdroj: Lysippos

Mezi minerály monoklinického systému máme:

-Azurite

-Obsazení

-Pyroxen

-Slída

-Podumen

-Serpentine

-Měsíční kámen

-Vivianita

-Petalite

-Crisocolla

-Lazulite

Triclinic

Krystaly Chalcanthite patří do triklinického systému. Zdroj: Ra'ike

Mezi minerály triklinického systému máme:

-Amazonit

- Živec

-Kalcantite

-Rodonite

-Tyrkysový

Šestiúhelník

Dokonale hexagonální krystaly akvamarinu. Zdroj: Robert M. Lavinsky prostřednictvím Wikipedie.

Na obrázku výše máme příklad, kdy přírodní formy okamžitě odhalí krystalický systém minerálu. Mezi některé minerály, které krystalizují v hexagonálním systému, máme:

-Smaragd

- Citace

-Dolomit

-Tourmalin

-Křemen

-Apatit

-Zinek

-Morganite

Trigonal

Minerální axinit patří do trigonálního systému. Zdroj: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

A konečně, mezi některými minerály patřícími do trigonálního systému máme:

-Axinite

-Pyrargyrite

-Nitratin

-Jarosita

-Achát

-Rubín

-Tiger's Eye

-Ametyst

-Jaspis

-Safír

-Syřivý křemen

-Hematit

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
3. Geologie v. (2020). Crystal Structure and Crystal Systems. Obnoveno z: geologyin.com
4. K. Seevakan a S. Bharanidharan. (2018). Techniky krystalové charakterizace. International Journal of Pure and Applied Mathematics Svazek 119 č. 12 2018, 5685-5701.
5. Wikipedia. (2020). Křišťálový systém. Obnoveno z: en.wikipedia.org
6. Fredrickson Group. (sf). 7 krystalových systémů. Obnoveno z: chem.wisc.edu
7. Crystal Age. (2020). Sedm krystalových systémů. Obnoveno z: crystalage.com
8. Dr. C. Menor Salván. (sf). Izometrické. University of Alcalá. Obnoveno z: espiadellabo.com