Πώς οι γεωλόγοι ταξινομούν κρυστάλλους;
1. Κυτταρική μονάδα:
* Σχήμα και συμμετρία: Το βασικό δομικό στοιχείο μιας κρυσταλλικής δομής είναι το κελί μονάδας, το οποίο είναι ένα επαναλαμβανόμενο τρισδιάστατο μοτίβο. Οι γεωλόγοι ταξινομούν τα κύτταρα μονάδων με βάση το σχήμα και τη συμμετρία τους, χρησιμοποιώντας επτά κρυστάλλινα συστήματα:
* cubic: Ίσα μήκη σε όλους τους άξονες, όλες τις γωνίες 90 μοίρες (π.χ. Halite, Pyrite)
* Tetragonal: Ίσα μήκη σε δύο άξονες, διαφορετικό μήκος στο τρίτο, όλες τις γωνίες 90 μοίρες (π.χ. cassiterite, ρουτίλιο)
* Ορθορομβικό: Όλοι οι άξονες έχουν διαφορετικά μήκη, όλες τις γωνίες 90 μοίρες (π.χ. θείο, topaz)
* Μονοκλινική: Δύο άξονες έχουν διαφορετικά μήκη, το τρίτο είναι διαφορετικό και λοξό, μία γωνία όχι 90 μοίρες (π.χ. γύψος, πυροξένιο)
* Triclinic: Όλοι οι άξονες έχουν διαφορετικά μήκη, όλες οι γωνίες είναι διαφορετικές (π.χ. Plagioclase Feldspar, Turquoise)
* Hexagonal: Τρεις ίσοι άξονες στους 120 μοίρες, ένας άξονας κάθετος προς τους άλλους (π.χ. χαλαζία, βηρύλη)
* Trigonal (rhombohedral): Τρεις ίσοι άξονες στους 120 μοίρες, ένας άξονας κάθετος προς τους άλλους, αλλά και με 3 φορές περιστροφική συμμετρία (π.χ. ασβεστίτη, Corundum)
* Παράμετροι πλέγματος: Αυτό περιλαμβάνει τα μήκη των άξονων κυττάρων μονάδας (Α, Β, C) και τις γωνίες μεταξύ τους (α, β, γ). Αυτές οι παράμετροι χρησιμοποιούνται για τον με ακρίβεια τη γεωμετρία του κυττάρου μονάδας.
2. Bravais Lattices:
* Διάταξη ατόμων: Μέσα στο κύτταρο της μονάδας, τα άτομα καταλαμβάνουν συγκεκριμένες θέσεις. Οι γεωλόγοι χρησιμοποιούν τα πλέγματα Bravais για να περιγράψουν τις πιθανές ρυθμίσεις αυτών των σημείων στο διάστημα. Υπάρχουν 14 πιθανά πλέγματα Bravais, που αντιπροσωπεύουν όλους τους μοναδικούς τρόπους για να ρυθμίσετε τα σημεία σε ένα τρισδιάστατο χώρο.
3. Ομάδες σημείων:
* Στοιχεία συμμετρίας: Οι κρύσταλλοι συχνά εμφανίζουν στοιχεία συμμετρίας όπως αεροπλάνα συμμετρίας, άξονες περιστροφής και κέντρα αναστροφής. Αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της ομάδας σημείων του Crystal, η οποία είναι μια ομάδα επιχειρήσεων συμμετρίας που αφήνουν τον κρύσταλλο αμετάβλητο. Υπάρχουν 32 πιθανές ομάδες σημείων.
4. Ομάδες διαστημικών:
* Συνδυασμένη συμμετρία: Οι διαστημικές ομάδες είναι μια πληρέστερη περιγραφή της κρυσταλλικής συμμετρίας, λαμβάνοντας υπόψη τόσο τη συμμετρία της ομάδας σημείων όσο και τη μεταφραστική συμμετρία του πλέγματος. Συνδυάζουν τις πληροφορίες από τα Bravais Lattices και τις ομάδες σημείων, με αποτέλεσμα 230 πιθανές ομάδες χώρου.
5. Κρυσταλλική δομή:
* Λεπτομερής διάταξη: Μια πλήρης περιγραφή κρυσταλλικής δομής ορίζει τις ακριβείς θέσεις όλων των ατόμων εντός του κυττάρου μονάδας. Αυτό περιλαμβάνει πληροφορίες σχετικά με τον τύπο του ατόμου, τις συντεταγμένες του και τα μήκη και τις γωνίες των δεσμών.
Παράδειγμα:
Πάρτε halite (NaCl) , κοινό αλάτι επιτραπέζιου. Ανήκει στο Cubic Crystal System Με ένα Cubic Bravais Lattice . Είναι point ομάδα είναι m3m , και Space Group είναι fm3m . Αυτό σημαίνει ότι έχει:
* cubic: Ίσα μήκη σε όλους τους άξονες, όλες τις γωνίες 90 μοίρες.
* Κυβικό: με επίκεντρο το πρόσωπο: Τα άτομα βρίσκονται στις γωνίες και το κέντρο κάθε προσώπου του κύβου.
* m3m: Ο κρύσταλλος έχει πολλαπλά επίπεδα συμμετρίας, άξονες περιστροφής και κέντρο αναστροφής.
* fm3m: Ο κρύσταλλος έχει συνδυασμό του κυβικού πλέγματος με επίκεντρο το πρόσωπο και της συμμετρίας της ομάδας M3M.
Γνωρίζοντας αυτές τις λεπτομέρειες, οι γεωλόγοι μπορούν να κατανοήσουν τις θεμελιώδεις ιδιότητες ενός κρυστάλλου, όπως οι φυσικές και οπτικές του ιδιότητες, και να συσχετίσουν αυτές τις ιδιότητες με το περιβάλλον της χημικής σύνθεσης και σχηματισμού.
