Κρυσταλλικό σύστημα

Κρυσταλλικό σύστημα ονομάζεται η χαρακτηριστική γεωμετρική (στερεομετρική) δόμηση ενός κρυστάλλου.

Στοιχειώδες κύτταρο ονομάζεται το μικρότερο σύνολο ατόμων, η διάταξη των οποίων επαναλαμβανόμενη κατά τις τρεις διαστάσεις δημιουργεί την κρυσταλλική δομή. Τα άτομα του στοιχειώδους κυττάρου παριστάνονται συνήθως σαν σφαίρες.

Κυψελίδα ονομάζεται το γεωμετρικό σχήμα του μικρότερου τμήματος του κρυσταλλικού πλέγματος (χωρίς τα άτομα), το οποίο διατηρεί όλα τα χαρακτηριστικά του όλου πλέγματος. Το στερεό γεωμετρικό σχήμα της κυψελίδας (δηλαδή η γεωμετρική διάταξη των ατόμων στο χώρο) χαρακτηρίζει τα διαφορετικά κρυσταλλικά συστήματα στα οποία κρυσταλλώνονται τα διάφορα σώματα.

Ο Bravais (1848) έδειξε ότι 14 τύποι κυψελίδας μπορούν να περιγράψουν όλα τα δυνατά κρυσταλλικά πλέγματα. Τα κρυσταλλικά αυτά πλέγματα ομαδοποιούνται σε επτά κρυσταλλικά συστήματα, που χαρακτηρίζονται από επτά διαφορετικά στερεομετρικά σχήματα. Με άλλα λόγια, μερικά από τα 7 κρυσταλλικά συστήματα περιέχουν υποκατηγορίες, ώστε να δημιουργηθούν οι συνολικά 14 τύποι.

Τα επτά αυτά κρυσταλλικά συστήματα είναι τα ονομαζόμενα επιμέρους: εξαγωνικό, κυβικό, μονοκλινές, ορθορομβικό, ρομβοεδρικό, τετραγωνικό και τρικλινές σύστημα.

Με βάση τη στοιχειώδη κυψελίδα ορίζονται τρεις (φανταστικοί) "κρυσταλλογραφικοί άξονες" ή "άξονες αναφοράς του κρυστάλλου" που προσδιορίζουν μήκη και γωνίες τριών ακμών που συναντιώνται στη κορυφή της κυψελίδας, δημιουργώντας μια βασική τρίεδρη γωνία. Το σχήμα και το μέγεθος λοιπόν της κυψελίδας περιγράφονται από το μήκος των ακμών της κυψελίδας (τα ανύσματα a, b, c) και από τις γωνίες (α, β, γ) που σχηματίζονται μεταξύ των ανυσμάτων. Τα μεγέθη αυτά ονομάζονται παράμετροι της κυψελίδας.

Έτσι καθώς αναπτύσσεται ο κρύσταλλος, τα σωματίδιά του επαναλαμβάνουν το σχήμα της στοιχειώδους κυψελίδας.

Με βάση τα παραπάνω, τα 7 κρυσταλλικά συστήματα προσδιορίζονται ως ακολούθως:

• Εξαγωνικό κρυσταλλικό σύστημα: Δύο ίσες ακμές σχηματίζουν γωνία 120° ενώ η τρίτη άνιση ακμή είναι κάθετη στις δύο άλλες (Το γεωμετρικό σχήμα του στοιχειώδους κυττάρου είναι ορθό κανονικό εξαγωνικό πρίσμα, η δε κυψελίδα είναι ορθό πρίσμα με βάση ρόμβο).
• Κυβικό κρυσταλλικό σύστημα: Όλες οι ακμές είναι ίσες και τέμνονται κάθετα (Το γεωμετρικό σχήμα κυψελίδας είναι κύβος).
• Μονοκλινές κρυσταλλικό σύστημα: Ακμές άνισες σε δύο γωνίες ορθές (Το γεωμετρικό σχήμα κυψελίδας είναι παραλληλεπίπεδο με τις δύο βάσεις του και το ένα ζεύγος παράλληλων εδρών ορθογώνια, ενώ το τρίτο ζεύγος παράλληλων εδρών κεκλιμένα παραλληλόγραμμα).
• Ορθορομβικό κρυσταλλικό σύστημα: Ακμές άνισες αλλά όλες οι γωνίες ορθές (Το γεωμετρικό σχήμα κυψελίδας είναι ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο με βάση ορθογώνιο).
• Ρομβοεδρικό (αναφέρεται και ως "τριγωνικό") κρυσταλλικό σύστημα: Ακμές ίσες αλλά οι γωνίες δεν είναι ορθές (Το γεωμετρικό σχήμα κυψελίδας είναι παραλληλεπίπεδο με όλες τις έδρες του ίσους ρόμβους).
• Τετραγωνικό κρυσταλλικό σύστημα: Δύο ακμές ίσες και όλες οι γωνίες ορθές (Το γεωμετρικό σχήμα κυψελίδας είναι ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο με βάση τετράγωνο, δηλαδή τετραγωνικό πρίσμα. ) και
• Τρικλινές κρυσταλλικό σύστημα: Ακμές άνισες και γωνίες όχι ορθές (Το γεωμετρικό σχήμα κυψελίδας είναι παραλληλεπίπεδο με όλες τις έδρες του κεκλιμένα παραλληλόγραμμα - δίνει την εικόνα πιεσμένου πλάγια σπιρτόκουτου).

Τα κρυσταλλικά συστήματα εκ του σχήματος που δομούν καλούνται και κρυσταλλικές μορφές.

Κρυσταλλικό σύστημα	Κρυσταλλικά πλέγματα
Τρικλινές
Μονοκλινές	απλό	κεντρωμένο
Ορθορομβικό	απλό	μονοεδρικά κεντρωμένα	ενδοκεντρωμένο	ολοεδρικά κεντρωμένο
Τετραγωνικό	απλό	ενδοκεντρωμένο
Ρομβοεδρικό
Εξαγωνικό
Κυβικό	απλό	ενδοκεντρωμένο	ολοεδρικά κεντρωμένο

Δείτε επίσης

• Κρυσταλλογραφία
• Πολύμορφα σώματα