Сингонии высшей группы

Кубическая сингония. Кристаллы кубической сингонии обладают наибольшим количеством элементов симметрии. Несколько осей выше второго порядка. Обязательно есть 4 L³. Пример – куб (рисунок 1е).

Рисунок 1 Простые формы, возможные в кристаллах

а – моноэдр, триклиниая сингония; б – диэдр, моноклинная син­гония; в – ромбический тетраэдр, ромбическая сингония; г – тетрагональная призма, тетрагональная сингония: д – гексагональная призма, гексагональная сингония; е – куб, кубическая сингония

Совокупность элементов симметрии, характерную для того или иного вида симметрии, можно записать весьма кратко в виде своего рода фор­мулы. В таблице 1 перечислены все 32 вида симметрии с соответствующими им формулами.

Таблица 1 32 вида симметрии кристаллов

Изучение внешних форм минералов и отнесение их к тому или иному виду симметрии имеет существенное значение по той причине, что все свойства минералов тесно связаны с их структурой. Эмпирическим путем выведены законы, касающиеся особенностей кристаллов: закон плоскогранности и прямореберности кристаллов, закон постоянства углов, закон рациональности отношений параметров и ряд других. Эти законы позволяют ближе понять процессы роста и развития кристаллических форм, присущих тем или иным минералам.

Особенно большое значение имеет закон постоянства углов. Этот закон, известный как закон Стено-Ломонсова-Роме-Делиля, формулируется следующим образом: углы между соответственными гранями (и ребрами) во всех кристаллах одного и того же вещества постоянны. При росте кри­сталлов, в зависимости от условий, форма, число и размеры граней могут
изменяться, углы же между соответственными гранями растущего кристалла остаются неизменными.

Материальные частицы, слагающие кристаллические вещество, расположены в определенном порядке, они не заполняют полностью все простран­ство, а отстоят на некотором расстоянии друг от друга, образуя как бы скелет каждого кристалла. Расстояния между частицами (атомами, иона­ми и молекулами) для каждого данного направления в кристалле по­стоянны.

Такое правильное, закономерное расположение частиц в кристалле, называется кристаллической или пространственной решеткой.

Рисунок 2 Структура кристаллической решетки некоторых минералов

а – галит; б—графит; в – алмаз

В зависимости от характера частиц, лежащих в узлах ре­шетки, последняя бывает атомной, ионной и молекулярной. Так, кристалли­ческая решетка галита (каменной соли) состоит из ионов металла Na и га­лоида СI, располагающихся в вершинах элементарных кубов попеременно, в шахматном порядке (рисунок 2).

Решетка кристаллов графита состоит из ато­мов углерода С, расположенных плоскими слоями, причем в каждом слое они находятся в вершинах правильных шестиугольников. Расстояние между атомами в плоскости равно i, 43 А (знаком А обозначается единица длины, ангстрем; 1А=10^{-8 см), расстояние между плоскостями = 3,35, А (см. рисунок 2). Поэтому слои легко скользят один относительно другого. Те же атомы С, расположенные так, что каждая частица окружена четырьмя соседними, образующими вершины тетраэдра, дают вещество с совершенно иными свойствами, а именно алмаз (см. рисунок 2). Способность одного и того же хи­мического соединения при изменении внешних факторов (главным образом температуры) кристаллизоваться в различных кристаллографических фору­мах с изменением физических свойств называется. Кроме того, в природных условиях достаточно широко распространено явление изоморфизма, под которым понимается, свойство родственных по химическому составу веществ кристаллизоваться в близких формах, образуя кристаллы переменного состава, так называемые смешанные кри­сталлы. Примером такого замещения одного элемента другим может служить MgCO}₃ – FeCO₃ (магнезит и сидерит). Изоморфные замещения при высоких температурах происходят в более широких пределах, чём при низких.

Многие кристаллы построены чрезвычайно сложно; выяснение строения кристаллической решетки для естественных, а также и искусственных кри­сталлов составляет важную задачу современной кристаллографии.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: