Kristallwachstumswettbewerb 2009

Was ist ein Kristall ?

-1- Äußere Symmetrie

Kristalle sind durch mehrere ebene Flächen begrenzte Festkörper. Obwohl es von der Form und der Größe her eine Vielfalt an Kristallen gibt, so lässt sich doch bei genauer Messung der Winkel einer Kristallart eines bestimmten Stoffs eine Regelmäßigkeit erkennen. Die Winkel zwischen einander entsprechenden Flächen aller Kristalle eines bestimmten Stoffs sind konstant (Gesetz von Steno).

Die äußere Form eines Kristalls weist oft verschiedene Formen der Symmetrie auf.

  • Ein Kristall kann symmetrisch sein im Verhältnis zu einer Ebene. Würde der Kristall von dieser Ebene durchschnitten, dann wäre die eine Hälfte das Spiegelbild der anderen. In diesem Falle spricht man von Symmetrieebene oder Spiegelebene.
  • Kristalle können ebenfalls symmetrisch sein im Verhältnis zu einer Linie oder Achse, die durch ihren Mittelpunkt verläuft. Dreht man den Kristall um diese Achse, erkennt man bei einer vollständigen Umdrehung zwei-, drei-, vier- oder sechsmal das gleiche Bild. In diesem Falle spricht man von zwei-, drei-, vier- oder sechszähliger Symmetrieachse.
  • Und schließlich kann ein Kristall symmetrisch sein im Verhältnis zu einem Punkt, wenn eine Seitenfläche des Kristalls derselben Fläche an der anderen Seite des Kristalls entspricht, aber in umgekehrter Form. Der Mittelpunkt wird dann meistens als Inversionszentrum bezeichnet.

    Auf Grund der Symmetrieelemente können die Kristalle in 32 Kristallklassen eingeordnet werden, die ihrerseits sieben verschiedenen Kristallsystemen zugeordnet werden können. Die sieben Kristallsysteme sind das kubische, das hexagonale, das trigonale (rhomboedrische), das tetragonale (quadratische), das orthorhombische, das monokline und das trikline Kristallsystem (siehe weiter).

    kristal1.gif

    Alle Symmetrieachsen eines oktaederförmigen Kristalls sind hier zu sehen. Ein solcher Kristall gehört zur Klasse Oh (Oktaeder), oftmals auch mit dem Symbol m3m (im Grunde die symbolische Darstellung der wichtigsten Symmetrieelemente) bezeichnet und gehört zum kubischen Kristallsystem.

    Wenn Sie die Symmetrie eines oktaederförmigen Modells (sowie eines Balkens und eines Tetraeders) selbst bestimmen möchten, dann drucken Sie diese pdf-Datei aus (am besten auf Karton), schneiden Sie die Modelle aus, falten Sie sie entlang den gestrichelten Linien und kleben Sie sie anschließend zusammen.

    Weiter: Innere Symmetrie



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