Mineralogie

Eigenschaften der Minerale

Kristallsystem


Die Kristalle der einzelnen Minerale haben ein gesetzmäßiges Aussehen, das unmittelbar ihren Gitterbau widerspiegelt. Diese ist durch die Anordnung von Atomen, Ionen und Molekülen im Kristallgitter bedingt sowie durch die Packungsdichte. Je nach Anordnung der Atome, Ionen und Moleküle unterscheidet man zahlreiche Kristallgitter. Die Kristallstrucktur spiegelt sich in ihrer Gestalt wider, an der sich Kanten, Ecken und Flächen verschiedener Größe beobachten lassen. Die Winkel, unter denen die Flächen eines bestimmten Minerals aufeinanderstoßen, sind ohne Rücksicht auf die Kristallgröße konstant. Man spricht hier vom Gesetz der Winkelbeständigkeit.

Die den Kristall einschließenden Flächen können punkt-, achsen- oder ebensymmetrisch sein. Das sind die sogenannten Symmetrieelemente des Kristalls. Die grundlegenden sind:
• die Symmetrieebene, die den Kristall in kongruente (deckungsgleiche) und symmetrische Hälften teilt. Kristalle können keine, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 9 Symmetrieebene aufweisen;
• die Symmetrieachse, eine Gerade, um die man den Kristall drehen kann, wobei er nach der Drehung um einen bestimmten Winkel wieder in einer mit der Ausgangsposition übereinstimmende Position kommt. Man unterscheidet 2-, 3-, 4- und 6-zählige Symmetrieachsen, wobei die Zahl für die Anzahl der übereinstimmenden Positionen steht bis der Kristall wieder in der Ausgangsposition ist;
• das Symmetriezentrum, ein Punkt, der alle durchlaufenden Strecken, die von Flächen, Kanten oder Ecken begrenzt sind, halbiert. Jede Fläche hat eine kongruente und parallele Gegenfläche.

Durch Kombination aller Symmetrieelemente kommen 32 Symmetrieklassen zustande, in die alle Kristalle eingeordnet werden können. In jeder Klasse befinden sich Kristalle mit gleiche geometrischer Symmetrie. Aufgrund einiger gemeinsamer bzw. ähnlicher Merkmale kann man diese 32 Klassen in 7 größere Gruppen zu Kristallsystemen zusammenfassen. Ihr gemeinsames Merkmal ist ein dreidimensionales Achsenkreuz, das die genaue Bestimmung der Kristallfläche gestattet.
Um die einzelnen Kristallflächen auf einfache Weise bezeichnen zu können, wurden sogenannte Indizes eingeführt. Die Millerschen Indizes sind am gebräuchlichsten, sie drücken die relativen Parameter im Hinblick auf das Achsenkreuz aus. Mit ihnen kan man alle Kristallflächen mit ganzen Zahlen bezeichnen, wobei sich die erste Zahl auf die von vorne nach hinten verlaufende Achse (a-Achse), die zweite auf die rechts-links-Achse (b-Achse) und die dritte auf die vertikale Achse (c-Achse). Schneidet eine Fläche das Achsenkreuz in negativer Richtung, wird dies mit einem Minus über dem entsprechenden Index angegeben.

Jedes Kristallsystem wird durch einige grundlegende Kristallform charakterisiert. Für Minerale, die im triklinen, monoklinen oder rhombischen System kristallisieren, sind Formen charakteristisch, die aus einer Kombination von Pedion (Ebene), Pinakoid (Doppelfläche), Prisma oder Pyramide zusammengesetzt sind. Die im trigonalen System kristallisierenden Minerale haben oft die Formen von Rhomboedern. Für Minerale des kubischen Systems sind Tetraeder (Vierflächer), Oktaeder (Achtflächer), Hexaeder (Würfel) und deren gegenseitige Kombinationen typisch.
Die genaue Beschreibung und Einordnung von Kristallen in eine bestimmte Abteilung bzw. ins Kristallsystem ist im Hinblick auf ihre nicht immer ideale Ausbildung möglich. Da ein Mineral immer in der gleichen Klasse kristallisieren ist eine Bestimmung an jedem Individuum nicht notwendig. Zu beachten ist aber, daß verschiedene Minerale mit gleiche chemischer Zusammensetzung nicht zwangsweise in der gleichen Klasse kristallisieren müssen, z.B.:
C: Diamant (kubisch) - Graphit (hexagonal);
Al2SiO5: Andalusit (rhombisch) - Sillimanit (rhombisch) - Disthen (triklin);
SiO2: Tief-Quarz (trigonal) - Hoch-Quarz (hexagonal) - Tief-Tridymit (monoklin) - Hoch-Tridymit (hexagonal) - Tief-Cristobalit (tetragonal) - Hoch-Cristobalit (kubisch) - Coesit (monoklin) - Stishovit (tetragonal)

Die Kristallsysteme
Abb. 1 - Die Kristallsysteme


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