KRYŠTALICKÉ SYSTÉMY: POJEM A CHARAKTERIZÁCIA, TYPY, PRÍKLADY - CHÉMIA - 2025

Tieto kryštálové sústavy sú sada geometrických vlastností a symetria prvky, ktoré umožňujú rôzne triedenie kryštálov klastrov. Teda, v závislosti od relatívnych dĺžok jeho strán, uhla medzi svojimi plochami, jeho vnútornými osami a inými geometrickými aspektmi, tvar jedného kryštálu sa nakoniec odlišuje od druhého.

Aj keď sú kryštalické systémy priamo spojené s kryštalickou štruktúrou minerálov, kovov, anorganických alebo organických zlúčenín, vzťahujú sa skôr na vlastnosti ich vonkajšej formy, a nie na vnútorné usporiadanie ich atómov, iónov alebo molekúl.

Bohatú rozmanitosť mineralogických kryštálov a ich symetriu podporuje šesť kryštálových systémov. Zdroj: Pexels.

Šesť kryštálových systémov je kubický, tetragonálny, hexagonálny, ortorombický, monoklinický a triklinický. Z hexagonálneho systému sa odvodzuje trigonal alebo rhombohedral. Každý kryštál v jeho čistom stave sa po charakterizácii stane jedným z týchto šiestich systémov.

V prírode niekedy stačí pozerať sa na kryštály a vedieť, do ktorého systému patria; za predpokladu, že máte jasný príkaz kryštalografie. Pri mnohých príležitostiach je to však náročná úloha, pretože kryštály sú „zakódované“ alebo „deformované“ v dôsledku podmienok ich prostredia počas ich rastu.

Koncepcia a charakterizácia

Kryštalické systémy sa na prvý pohľad môžu javiť ako abstraktné a ťažko zrozumiteľné predmety. V prírode nehľadáte kryštály, ktoré majú presný tvar kocky; ale zdieľajú s ním všetky svoje geometrické a izometrické vlastnosti. Aj s týmto vedomím môže byť vizuálne nemožné zistiť, do ktorého kryštalického systému vzorka patrí.

Na tento účel existujú inštrumentálne charakterizačné techniky, ktoré medzi ich výsledkami ukazujú hodnoty určitých parametrov, ktoré ukazujú, ktorý kryštalický systém je študovaný; a ďalej poukazuje na chemické vlastnosti kryštálu.

Výhodnou technikou na charakterizáciu kryštálov je rôntgenová kryštalografia; konkrétne rôntgenová prášková difrakcia.

Skrátka: röntgenový lúč interaguje s kryštálom a získa sa difrakčný obrazec: získa sa súbor sústredných bodov, ktorých tvar závisí od vnútorného usporiadania častíc. Spracovaním údajov sa končí výpočtom parametrov jednotkovej bunky; a tým sa stanoví kryštalický systém.

Každý kryštalický systém je zase zložený z kryštalických tried, ktoré spolu tvoria celkom 32. Podobne z nich vyplývajú ďalšie rôzne ďalšie formy. Preto sú kryštály veľmi rozmanité.

Druhy kryštalických systémov

Kubický alebo izometrický

Kocka je iba jednou z kryštalických tried, ktoré kubický systém uzatvára. Zdroj: Smiddle

Kubický alebo izometrický systém zodpovedá vysoko symetrickým kryštálom. Kocka napríklad predstavuje sériu operácií symetrie, ktoré ju charakterizujú. V strede kocky si predstavte, že je nakreslený kríž, ktorý sa dotýka plôch nad, dole a po stranách. Vzdialenosti sú rovnaké a pretínajú sa v pravom uhle.

Ak je kryštál v súlade so symetriou kocky, aj keď nemá presne tento tvar, bude patriť do tohto kryštalického systému.

Na tomto mieste sa objaví päť kryštalických tried, ktoré tvoria kubický systém: kocka, osemsten, kosoštvorcový dodekahedron, ikozitetrahedron a hexacisohedron. Každá trieda má svoje vlastné varianty, ktoré môžu alebo nemusia byť skrátené (s plochými vrcholmi).

čtyřúhelný

Tetragonálna jednotka. Zdroj: Stannered cez Wikipedia.

Tetragonálny systém je možné vizualizovať, akoby to bol obdĺžnik, ktorému bol daný objem. Na rozdiel od kocky je jej os c dlhšia alebo kratšia ako os a. Mohlo by to tiež vyzerať ako kocka natiahnutá alebo stlačená.

Krištáľové triedy, ktoré tvoria tetragonálny systém, sú prvotné a štvorstranné pyramídy, dvojité osemstranné pyramídy, lichobežníky a opäť ikositetrahedron a hexacisohedron. Pokiaľ nemáte po ruke tvary papiera, bude ťažké rozpoznať tieto tvary bez pomoci dlhoročných skúseností.

šesťuholníkový

Šesťhranná jednotka. Zdroj: Stannered cez Wikipedia.

Akákoľvek kryštalická forma, ktorej báza zodpovedá základni hexagónu, bude patriť do hexagonálneho kryštalického systému. Niektoré z jeho kryštalických tried sú: dvanásťstranné pyramídy a dvojité pyramídy.

trigonální

Základ kryštálu, ktorý patrí do trigonálneho systému, je tiež hexagonálny; ale namiesto toho, aby mali šesť strán, majú tri. Jeho kryštalické triedy sú: hranoly alebo trojstranné pyramídy, rhombohedron a scalenohedron.

orthorhombic

V ortorombickom systéme majú jeho kryštály kosoštvorcovú základňu, čo vedie k tvarom, ktorých tri osi majú rôznu dĺžku. Jeho kryštalické triedy sú: bipyramidálne, bisfenoidné a pinakoidy.

monoclinic

Tentoraz je v monoklinickom systéme báza rovnobežník a nie kosoštvorec. Jeho kryštalické triedy sú: sfenoidné a trojstranné hranoly.

trojklonných

Triklinická jednotka. Zdroj: Stannered cez Wikipedia.

Kryštály, ktoré patria do triklinického systému, sú najviac asymetrické. Najprv majú všetky svoje osi rôzne dĺžky, ako aj uhly svojich čelných plôch, ktoré sú naklonené.

Odtiaľ pochádza jeho názov: tri naklonené trojuholníky. Tieto kryštály sú často zamieňané s ortorombickými, hexagonálnymi a tiež adoptujúcimi pseudocubické tvary.

Medzi jeho kryštalické triedy patria pinacoidy, pedále a tvary s párnym počtom tvárí.

Príklady kryštálových systémov

Niektoré zodpovedajúce príklady pre každý z kryštálových systémov budú uvedené nižšie.

Kubický alebo izometrický

Halite má výnimočné kubické kryštály. Zdroj: Rodič Géry

Halit, tiež známy ako bežná soľ alebo chlorid sodný, je najreprezentatívnejším príkladom kubického alebo izometrického systému. Medzi ďalšie minerály alebo prvky, ktoré patria do tohto systému, patria:

-Fluorite

-Magnetite

-Diamant

-Espinela

-Galena

-vizmut

-Silver

-gold

-Pyrite

-Garnet

čtyřúhelný

Wulfenit je najreprezentatívnejším príkladom tetragonálneho kryštalického systému. Zdroj: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

V prípade tetragonálneho systému je najreprezentatívnejším príkladom minerálny wulfenit. Medzi ďalšie minerály v tomto systéme máme:

-Casiterite

-Zircon

-Chalcopyrite

-Rutile

-Anatase

-Scheelita

-Apophyllite

orthorhombic

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

Medzi minerály, ktoré kryštalizujú v ortorombickom systéme, máme:

-Tanzanite

-Baryta

-Olivine

-Sulfur

-Topaz

-Alexandrite

-Anhydrite

-Manganistan draselný

- Chloristan amónny

-Chrisoberyl

-Zoisite

-Andalusite

monoclinic

Kryštály sadry patria do monoklinického systému. Zdroj: Lysippos

Medzi minerály monoklinického systému máme:

-Azurite

-Časti

-Pyroxene

-lopta

-Spodumene

-Serpentine

-Malé kamene

-Vivianita

-Petalite

-Crisocolla

-Lazulite

trojklonných

Chalkanitové kryštály patria do triklinického systému. Zdroj: Ra'ike

Medzi minerály triklinického systému máme:

-Amazonite

-Feldspar

-Calcantite

-Rhodonite

-Tyrkysová

šesťuholníkový

Dokonale hexagonálne kryštály akvamarínu. Zdroj: Robert M. Lavinsky prostredníctvom Wikipédie.

Na obrázku vyššie máme príklad, kedy prírodné formy okamžite odhalia kryštalický systém minerálu. Medzi niektoré minerály, ktoré kryštalizujú v hexagonálnom systéme, máme:

-Emerald

-Calcite

-Dolomite

-Tourmaline

kremeň

-Apatite

-Zincite

-Morganite

trigonální

Minerálny axinit patrí do trigonálneho systému. Zdroj: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

A nakoniec, medzi niektorými minerálmi patriacimi do trigonálneho systému máme:

-Axinite

-Pyrargyrite

-Nitratin

-Jarosita

-Agate

-Ruby

-Tigerovo oko

-Amethyst

-Jasper

-Sapphire

-Symový kremeň

-Hematite

Referencie

1. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
3. Geológia v. (2020). Kryštálová štruktúra a kryštálové systémy. Získané z: geologyin.com
4. K. Seevakan a S. Bharanidharan. (2018). Techniky charakterizácie kryštálov. International Journal of Pure and Applied Mathematics Zväzok 119 č. 12 2018, 5685-5701.
5. Wikipedia. (2020). Kryštálový systém. Obnovené z: en.wikipedia.org
6. Fredrickson Group. (SF). 7 kryštálových systémov. Získané z: chem.wisc.edu
7. Crystal Age. (2020). Sedem kryštálových systémov. Získané z: crystalage.com
8. C. Menor Salván. (SF). Izometrické. University of Alcalá. Obnovené z: espiadellabo.com