1.2. Atomarer Aufbau und spezielle Eigenschaften von Kristallen (Vitrine 1)
Die Elementarzelle
eines Kristalls mit ihren fest definierten Atomabständen und Winkeln ist
der kleinste Bereich eines Kristalls,
der sich in allen drei Raumrichtungen gitterartig wiederholt. Es entsteht ein
Körper mit hohem Ordnungsgrad, der in verschiedenen Richtungen nicht nur
gleiche, sondern auch verschiedene Eigenschaften haben kann, sogenannte isotrope
und anisotrope
Kristalle. Es gibt 7
Kristallsysteme oder Raumgittertypen.
Das hochsymetrische kubische System mit drei gleichen Gitterkonstanten und drei
Neunzig-Grad-Winkeln ist isotrop (gleiche Eigenschaften in alle Raumrichtungen).
Beim tetragonalen, hexagonalen und trigonalen System sind zwei Gitterkonstanten
(Atomabstand in einer Raumrichtiungrn) gleich lang und senkrecht dazu gibt es
eine ungleich lange Gitterkonstante in der Elementarzelle. Parallel zur ungleich
langen Gitterkonstante liegt je nach Kristallsystem eine vierzählige, sechszählige
oder dreizählige Drehachse.
Im orthorhombischen, monoklinen und triklinen System sind alle Gitterkonstanten
ungleich lang, es gibt jedoch drei, zwei und keinen rechten Winkel.
Die letzten sechs Kristallsysteme sind anisotrop (ungleiche Eigenschaften in
2 oder 3 Raumrichtungen).
Der hohe Ordnungsgrad des inneren Aufbaus spiegelt sich auch in der gleichmäßigen
äußeren Form mit geraden Flächen und festen Flächenwinkeln
eines frei gewachsenen Kristalls wieder. Die 90-Grad-Winkel der Atomstruktur
des Kochsalzkristalls finden sich auch in der Äußeren Form des Kristalls
wieder.
Einige Kristalle, wie Steinsalz (Halit) und Kalkspat (Calcit), zeigen Spaltflächen
deren Winkel ein Abbild des Kristallsystems sind. Durch die Überlegung,
daß solche Kristalle mit guter Spaltbarkeit nur bis zu einer bestimmten
unteilbaren Größe aufgespalten werden können, kamen schon die
alten Griechen auf die Existenz einer letzten unteilbaren Elementarzelle in
Kristallen.
Atommodel eines kubischen Kochsalzkristalls mit Natrium-
und Chlorid-Ionen |
Natürlicher Kochsalzkristall |
Natürliche Mineralstufe von Kochsalz |
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