Beispielset (DE): Die 7 Kristallsysteme

Maxlof · July 28, 2016, 2:58pm

Kristalle werden in 7 verschiedene Kristallsysteme eingeteilt, um sie besser klassifizieren zu können.
In diesem Beispielset werden die Grundlagen der Kristallographie erklärt und die einzelnen Kristallsysteme an jeweils 2 Beispielen gezeigt.

Das einfachste (kubische) Kristallsystem samt Erklärung der Kristallographischen Grundlagen:
Pyrit.wal (12.8 KB), Galenit.wal (31.3 KB)
Das hexagonale Kristallsystem ist scheinbar nicht hexagonal, jedoch liegt es nur an der Darstellung:
Beryll.wal (43.8 KB), Beryll-Hexagonal.wal (145.2 KB)
Das tetragonale Kristallsystem:
Cristobalite.wal (8.1 KB), Fluorapophyllite-(K).wal (56.1 KB)
Das trigonale Kristallsystem, eine ehemalige Untergruppe des hexagonalen Kristallsystems:
Hämatit.wal (20.3 KB), Jarosit.wal (37.4 KB)
Das orthorhombische Kristallsystem, welches dem kubischen sehr ähnlich ist:
Hemimorphit.wal (22.7 KB), Mozartite.wal (17.0 KB)
Das Monokline Kristallsystem, in dem ein (mono) Winkel nicht 90° hat:
Kryolit.wal (13.9 KB), Uranophan.wal (18.5 KB)
Das trikline Kristallsystem, einem der seltensten Kristallsysteme, in dem alle 3 (tri) Winkel != 90°:
Bustamit.wal (28.8 KB), Chalkanthit.wal (22.0 KB)

Maxlof · July 28, 2016, 3:03pm

1. Kubisches Kristallsystem:

Das kubische Kristallsystem ist leicht erkärt, die Winkel der Einheitszelle betragen alle 90° und alle Seiten sind gleich lang. Diese Einheitszelle hat also die Form eines Würfels (Kubus), wie man hier gut sehen kann:
Abbildung von Bas Zoetekouw, vertrieben unter der BSD-Lizenz

Beispiel 1:
“Nicht alles was glänzt ist Gold”. Dieses Zitat passt hier sehr gut, denn obwohl Katzengold “echtem” Gold optisch sehr ähnlich sieht haben sie chemikalisch gesehen sehr wenig gemeinsam. Pyrit ist chemisch gesehen nämlich ein Eisen(II)-Disulfid, welches in einem kubischen Kristallsystem auskristallisiert ist.

Pyrit.wal (12.8 KB)

Beispiel 2:
Der Galenit ist unter anderem das wichtigste Erz zur Gewinnung von Blei, manchmal wird er auch zur Silbergewinnung benutzt, da es oft durch große Mengen Silber “verunreinigt” ist.

Galenit.wal (31.3 KB)

Maxlof · August 23, 2016, 3:24pm

2. Hexagonales Kristallsystem:

Beim Hexagonalen Kristallsystem gilt ‘a = b != c’ , also die Seiten a und b sind gleich lang, aber ungleich c. Ähnliches gilt für die Winkel, Alpha und Beta sind in diesem Kristallsystem 90° und Gamma beträgt 120°. Zu sehen auch gut auf diesem Bild:

Abbildung von Solid State, Gemeinfrei vertrieben
Um aus dieser Einheitszelle das namensgebende Hexagon zu erschaffen werden 3 Einheitszellen benötigt, wobei 2 der Einheitszellen gedreht werden müssen, wie hier zu sehen ist:

Abbildung von Daniel Mayer, vertrieben unter der CC BY-SA 3.0-Lizenz
Man beachte, dass eine Einheitszelle in dieser Abbildung von jeweils 2 Dreiecken repräsentiert wird.

Beispiel 1:
In diesem Beispiel sieht man eine Einheitszelle von Beryll, einem häufig vorkommenden Silikat-Mineral, welches man eher durch seine “Varietäten”, dem Smaragd und dem Aquamarin kennt. Seine anderen “Varietäten” haben kaum Bedeutung, da sie selten verwendet werden, anders als der Smaragd und Aquamarin, welche häufig als Schmucksteine verarbeitet werden. Häufig wird der Beryll auch verwendet um das Metall Beryllium zu gewinnen, welches er zu einem nicht unerheblichen Anteil enthält.

Beryll.wal (43.8 KB)

Beispiel 2:
Auch hier seht ihr wieder Beryll, jedoch seht ihr diesmal 4 Einheitszellen, damit man die Hexagonale Form erkennen kann. Da die hexagonale Einheitszelle über ihre Diagonale gespiegelt werden kann (Beide Dreiecke haben den selben Inhalt) kann man das Hexagonale Bild auch mit 4 Einheitszellen erzeugen, jedoch ohne diese drehen zu müssen.

Beryll-Hexagonal.wal (145.2 KB)

Maxlof · July 28, 2016, 3:07pm

##3. Tetragonales Kristallsystem:
Dieses Kristallsystem ist ebenfalls leicht erklärt: Alle 3 Winkel der Einheitszelle betragen 90°, während die Seiten a und b gleich lang sind, aber ungleich der Seite c, ebenfalls erkenntlich in dieser Abbildung:
Abbildung von Daniel Mayer, vertrieben unter der CC BY-SA 3.0-Lizenz

Beispiel 1:
Der Cristobalit ist ein selten vorkommendes Mineral der Silikatgruppe, welches zwar dieselbe Summenformel wie Quarz(Glas) besitzt, sich jedoch von den Eigenschaften “stark” davon unterscheidet. Warum die Eigenschaften so anders ausfallen kann man erkennen, wenn man ihre räumlichen Strukturen vergleicht.

Cristobalite.wal (8.1 KB)

Beispiel 2:
Der sogenannte Fluorapophyllit-K ist ein Vertreter der Apophyllitgruppe, einer Gruppe von häufig vorkommenden Silikat-Mineralien. Meistens kristallisiert dieses Mineral in der Form einer (meist) farblosen tetragonalen Dipyramide und wird oft zur Schmuckherstellung verwendet.

Fluorapophyllite-(K).wal (56.1 KB)

Maxlof · July 28, 2016, 3:09pm

##4. Trigonales Kristallsystem:
Da das Triognale Kristallsystem früher eine Unterkategorie des Hexagonalen Kristallsystems war, ist es diesem sehr ähnlich. Es gelten ansich die selben Bedingungen: ‘a = b != c’, Alpha und Beta betragen 90° und Gamma beträgt 120°. Der Unterschied liegt darin, dass die Trigonale Einheitszelle nicht über die Querachse gespiegelt werden kann, sprich die “Dreiecke” sind nicht Symmetrisch (siehe Hexagonales Kristallsystem). Diese fehlende Symmetrie verhindert damit die Bildung der Hexagonalen Superzelle, wie man bei Vergleich gut erkennen kann:
Abbildung von der “University of Lethbridge”
Links: Trigonal
Rechts: Hexagonal

Beispiel 1:
Der Hämatit ist aufgrund seines hohen Eisengehalts(> 70%) eine der bedeutendsten Eisenquellen und wird deswegen häufig zur Eisengewinnung benutzt. Teilweise wird es jedoch auch zur Schmuckherstellung, bzw. als Farbpigment benutzt, jedoch nur in geringem Maßstab.

Hämatit.wal (20.3 KB)

Beispiel 2:
Der Jarosit ist ein häufig vorkommendes Eisen-Schwefel-Mineral, welches früher oft als Farbpigment verwendet wurde, jedoch mit der Zeit teilweise durch andere Pigmente ersetzt wurde , wodurch diesem Mineral keine besondere Bedeutung mehr zugemessen wird.
<img src="/uploads/default/original/1X/33f696e010022be8798bf9740dd3fe0fd8ebfb3a.png" width=325" height=“250”> Jarosit.wal (37.4 KB)

Maxlof · July 28, 2016, 3:11pm

##5. Orthorhombisches Kristallsystem:
Das orthorhombische Kristallsystem ist wie schon gesagt dem kubischen sehr ähnlich, mit dem einzigen Unterschied, dass die 3 Seiten a,b,c der Einheitszelle unterschiedlich lang sein müssen. Abbildung von Daniel Mayer, vertrieben unter der CC BY-SA 3.0-Lizenz

Beispiel 1:
Hemimorphit ist ein relativ unbedeutendes Silikat-Mineral, welches bei großen Anhäufungen zur Zinkgewinnung genutzt wird. Er kristalliert meist zu farblos-weißen tafeligen Kristallbündeln.

Hemimorphit.wal (22.7 KB)

Beispiel 2:
Mozart war nicht nur ein toller Komponist, er war auch Namensgebend für das extrem seltene Mineral Mozartit, welches zum orthorhombischen Kristallsystem gehört und zu dunkelroten, kurzprismatischen Kristallen kristallisiert.

Mozartite.wal (17.0 KB)

Maxlof · July 28, 2016, 3:12pm

##6. Monoklines Kristallsystem:
Die Einheitszelle des monoklinen Kristallsystems unterliegt folgenden Bedingungen: Die 3 Seiten müssen unterschiedlich lang sein, und 2 Winkel müssen 90° betragen, während der dritte ungleich 90° sein muss.
Abbildung von Daniel Mayer, vertrieben unter der CC BY-SA 3.0-Lizenz

Beispiel 1:
Der Kryolith ist ein relativ seltenes Mineral aus der Gruppe der Halogenide, welcher hauptsächlich zur Aluminiumgewinnung über die Schmelzflusselektrolyse verwendet wird.

Kryolit.wal (13.9 KB)

Beispiel 2:
Uranophan ist ein Mineral mit einem Urananteil von > 40%, was es extrem gefährlich bei der Handhabung macht, da es radioaktiv ist. Es kann in 2 unterschiedlichen räumlichen Modifikationen vorkommen, Uranophan-alpha und Uranophan-beta, von denen beide im monoklinen Kristallsystem kristallieren. In diesem Beispiel ist das Uranophan-alpha dargestellt.

Uranophan.wal (18.5 KB)

Maxlof · July 28, 2016, 3:14pm

7. Triklines Kristallsystem:

Im Triklinen Kristallsystem sind alle 3 Winkel unterschiedlich groß und ungleich 90°, wobei die Bezeichnungen im Normalfall so gewählt werden Alpha und Beta Stumpfe Winkel sind, währen Gamma den spitzen Winkel bezeichnet. Desweiteren sind die 3 Seiten unterschiedlich lang, genau wie beim Monoklinen Kristallsystem.

Abbildung von Orci, Gemeinfrei vertrieben

Beispiel 1:
Der Chalkanthit ist ein eher selten vorkommendes Mineral der Sulfate und ist vielen wahrscheinlich unter dem Namen “Kupfersulfat-(Pentahydrat)” bekannt ist. Je nach dem ob er Hydratisiert oder Dehydratisiert ist, ändert er seine Farbe von einem kräftigen Blau zu einem blassen/bleichen Blau.

Chalkanthit.wal (22.0 KB)

Beispiel 2:
Das Bustamit ist ebenfalls ein selten vorkommendes MIneral, aus der Gruppe der Silikate, trotz seines hohen Mangananteils kann es allerdings nicht zur Mangangewinnung genutzt werden kann, da es zu selten vorkommt und die Beschaffung und Verarbeitung daher nicht wirtschaftlich wäre.

Bustamit.wal (28.8 KB)