KRISTALNI SUSTAVI: POJAM I KARAKTERIZACIJA, VRSTE, PRIMJERI - KEMIJA - 2025

U kristalno sustavi su skup geometrijskih karakteristika i simetrije elemenata koji omogućuju različite sortiranje kristalnih grozdova. Dakle, ovisno o relativnoj duljini njegovih strana, kutu između njegovih lica, unutarnjih osovina i drugih geometrijskih aspekata, oblik jednog kristala završava se razlikujući od drugog.

Iako su kristalni sustavi izravno povezani s kristalnom strukturom minerala, metala, anorganskih ili organskih spojeva, oni se više odnose na kvalitete njihova vanjskog oblika, a ne na unutarnji raspored njihovih atoma, iona ili molekula.

Bogatu raznolikost mineraloških kristala i njihove simetrije podržava šest kristalnih sustava. Izvor: Pexels.

Šest kristalnih sustava su kubni, tetragonalni, šesterokutni, ortorombični, monoklinski i triklinički. Iz šesterokutnog sustava proizlazi trigonalni ili romboedarski. Svaki kristal u svom čistom stanju, nakon što je okarakteriziran, postaje jedan od tih šest sustava.

U prirodi je ponekad dovoljno pogledati kristale da znamo kojem sustavu pripadaju; pod uvjetom da imate jasno zapovijedanje kristalografije. Međutim, u mnogim je slučajevima to težak zadatak, jer se kristali „rasturaju“ ili „deformiraju“ kao rezultat stanja okoliša tijekom rasta.

Pojam i karakterizacija

Kristalni sustavi mogu se u početku činiti apstraktnim i teško razumljivim predmetom. U prirodi ne tražite kristale koji imaju točan oblik kocke; ali s njom podijelite sve njegove geometrijske i izometrijske kvalitete. Čak i imajući to u vidu, možda je još uvijek vizualno nemoguće otkriti kojem kristalnom sustavu uzorak pripada.

Za to postoje instrumentalne tehnike karakterizacije koje među svojim rezultatima pokazuju vrijednosti za određene parametre koji otkrivaju koji se kristalni sustav proučava; a nadalje ukazuje na kemijska svojstva kristala.

Stoga je preferirana tehnika karakterizacije kristala rendgenska kristalografija; konkretno, rentgenska praškasta difrakcija.

Ukratko: snop rendgenskih zraka djeluje na kristal i dobiva se difrakcijski uzorak: niz koncentričnih točaka, čiji oblik ovisi o unutarnjem rasporedu čestica. Obrada podataka završava izračunavanjem parametara jedinične ćelije; i s tim se određuje kristalni sustav.

Međutim, svaki se kristalni sustav sastoji od kristalnih klasa, kojih ukupno ima 32. Isto tako, iz njih proizlaze i drugi dodatni oblici. Zbog toga su kristali vrlo raznoliki.

Vrste kristalnih sustava

Kubična ili izometrična

Kocka je samo jedna od kristalnih klasa koju kubni sustav okružuje. Izvor: Smiddle

Kubični ili izometrijski sustav odgovara visoko simetričnim kristalima. Kocka, na primjer, predstavlja niz operacija simetrije koje ga karakterišu. U sredini kocke zamislite da je nacrtan križ koji dodiruje lica iznad, dolje i onoga sa strana. Udaljenosti su jednake i presijecaju se pod pravim kutom.

Ako se kristal podudara sa simetrijom kocke, čak i ako nema točno takav oblik, on će pripadati ovom kristalnom sustavu.

Tu izlaze pet kristalnih klasa koje čine kubni sustav: kocka, oktaedar, rombični dodekahedron, ikosisitetrahedron i šesterokis. Svaka klasa ima svoje varijante, koje mogu biti, ali ne moraju biti skraćene (s ravnim vrhovima).

četverokutan

Tetragonalna jedinica. Izvor: Usredotočeno putem Wikipedije.

Tetragonalni sustav može se vizualizirati kao da je riječ o pravokutniku koji je dobio volumen. Za razliku od kocke, njegova je osa duža ili kraća od svojih a-osi. Također može izgledati kao kocka ispružena ili stisnuta.

Kristalni razredi koji čine tetragonalni sustav su primarne i četverostrane piramide, dvostruke osmerostrane piramide, trapezoedri i opet ikosisitetraedar i šesterokutni. Ako nemate papirnate oblike pri ruci, biti će teško prepoznati te oblike bez pomoći dugogodišnjeg iskustva.

heksagonalan

Šesterokutni pogon. Izvor: Usredotočeno putem Wikipedije.

Bilo koji kristalni oblik čija baza odgovara onom šesterokutnika pripadat će šesterokutnom kristalnom sustavu. Neke od njegovih kristalnih klasa su: dvanaestostrane piramide i dvostruke piramide.

trokutasti

Bazni kristal koji pripada trokutnom sustavu je također šesterokutni; ali umjesto da imaju šest strana, imaju tri. Kristalne su mu klase: prizme ili trostrane piramide, rombohedron i skalinoedar.

rompski

U ortoromomskom sustavu njegovi kristali imaju romboedarsku bazu, što daje oblike čije tri osi imaju različite duljine. Njegove kristalne klase su: bipiramidalni, bisfenoidni i pinakoidni.

monoklinski

Ovoga puta u monokliničkom sustavu baza je paralelogram, a ne romb. Njegovi kristalni razredi su: sfenoidna i trostrana prizma.

triklinskoj

Triklinička jedinica. Izvor: Usredotočeno putem Wikipedije.

Kristali koji pripadaju trikliničkom sustavu su najviše asimetrični. Za početak, sve njegove osovine imaju različite duljine, kao i kutovi lica koja su nagnuta.

Odatle i dolazi njegovo ime: tri nagnuta, triklinička kuta. Ti se kristali često miješaju s ortorombičnim, šesterokutnim i također prihvaćaju pseudokubne oblike.

Među kristalne klase spadaju pinakoidi, pedioni i oblici s parnim brojevima lica.

Primjeri kristalnih sustava

U nastavku će biti citirani primjeri za svaki od kristalnih sustava.

Kubična ili izometrična

Halite ima izuzetne kubne kristale. Izvor: Roditelj Géry

Halite, također poznat kao uobičajena sol ili natrijev klorid, je najreprezentativniji primjer kubnog ili izometrijskog sustava. Među ostalim mineralima ili elementima koji pripadaju ovom sustavu su:

-Fluorit

-Magnetit

-Dijamant

-Espinela

-Galena

-Bizmut

-Srebro

-Zlato

-Pyrite

-Granat

četverokutan

Wulfenit je najreprezentativniji primjer tetragonalnog kristalnog sustava. Izvor: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

U slučaju tetragonalnog sustava, najreprezentativniji primjer je mineralni valfenit. Među ostalim mineralima u ovom sustavu imamo:

-Casiterite

-Cirkon

-Chalcopyrite

-Rutile

-Anatase

-Scheelita

-Apophyllite

rompski

Mineralni tanzanit pripada ortorombičnom sustavu. Izvor: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Među mineralima koji kristaliziraju u ortorombičnom sustavu imamo:

-Tanzanite

-Oksid barijuma

-Olivine

-Sumpor

-Topaz

-Aleksandrit

-Anhidrit

-Kalijev permanganat

-Amonijev perklorat

-Chrisoberyl

-Zoisite

-Andalusite

monoklinski

Gips kristali pripadaju monokliničkom sustavu. Izvor: Lysippos

Među mineralima monokliničkog sustava imamo:

-Azurite

-Cast

-Piroksen

-Mica

-Spodumene

-Serpentina

- Mjesec kamen

-Vivianita

-Petalite

-Crisocolla

-Lazulite

triklinskoj

Kristali kalkanthita pripadaju trikliničkom sustavu. Izvor: Ra'ike

Među mineralima trikliničkog sustava imamo:

-Amazonite

-Feldspat

-Calcantite

-Rodonit

-Tirkiz

heksagonalan

Savršeno šesterokutni kristali akvamarina. Izvor: Robert M. Lavinsky putem Wikipedije.

Na slici iznad imamo primjer kada prirodni oblici trenutno otkrivaju kristalni sustav minerala. Među nekim mineralima koji kristaliziraju u šesterokutnom sustavu imamo:

-Smaragd

-Calcite

-Dolomit

-Turmalin

-Kvarcni

-Apatit

-Zincite

-Morganite

trokutasti

Mineralni aksinit pripada trigonalnom sustavu. Izvor: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

I na kraju, među nekim mineralima koji pripadaju trigonalnom sustavu imamo:

-Axinite

-Pyrargyrite

-Nitratin

-Jarosita

-Ahat

-Rubin

-Tigrovo oko

-Ametist

-Jaspis

-Safir

-Smrknuti kvarc

-Hematit

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
3. Geologija u. (2020). Kristalna struktura i kristalni sustavi. Oporavilo od: geologyin.com
4. K. Seevakan i S. Bharanidharan. (2018.). Tehnike karakterizacije kristala. Međunarodni časopis o čistoj i primijenjenoj matematici svezak 119 br. 12 2018, 5685-5701.
5. Wikipedia. (2020). Kristalni sustav. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
6. Fredrickson Group. (SF). 7 kristalnih sustava. Oporavak od: chem.wisc.edu
7. Kristalno doba. (2020). Sedam kristalnih sustava. Oporavilo od: crystalage.com
8. Dr. C. Menor Salván. (SF). Izometričke. Sveučilište Alcalá. Oporavilo od: espiadellabo.com