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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