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Glitzernde Kostbarkeiten - Kristallographie
Kristalle sind aus Atomen oder Atomgruppen aufgebaut. Diese Bauteile bilden einen für jede Kristallart charakteristischen Bauplan. Dabei lagern sie sich in alle drei Raumrichtungen parallel aneinander. Der Feinbau, die Struktur der Kristalle, wird durch die Art und das Mengenverhältnis, durch das Grössenverhältnis und die gegenseitige Anziehungskraft der Bauteilchen bestimmt.
Kristallsymmetrie
Direkt aus der Kristallstruktur ist die Symmetrie eines Kristalles ableitbar. Die bekannteste Symmetrieart ist die Spiegelsymmetrie: Wenn man eine Hälfte des Kristalls an einer gedachten Ebene spiegelt, so bekommt man die andere Kristallhälfte. Ein Kristall kann mehrere Symmetrieebenen aufweisen (z.B. beim Würfel insgesamt 9 Stück!)
Eine andere Form der Symmetrie erhält man durch Drehen des Kristalls um eine gedachte Achse. Bei vierzähliger Symmmetrie bekommen wir bei einer vollen Umdrehung viermal dasselbe Bild, bei dreizähliger Symmetrie dreimal, bei zweizähliger nur zweimal.
Beim Symmetriezentrum = Inversionszentrum wird jeder Punkt des Kristalls an einem gedachten Mittelpunkt gespiegelt.
Kristallsysteme und Kristallklassen
Kristalle können nach ihren Symmetrie-Eigenschaften gruppiert werden. Man unterscheidet insgesamt 32 Kristallklassen, die wiederum in sieben Kristallsysteme zusammengefasst werden können. Aus der Symmetrie wiederum sind für die einzelnen Kristallsysteme die Längenverhältnisse der Kristallachsen und deren Winkel abgeleitet.
Kristallformen
Die Flächen eines Kristalles sind nicht willkürlich verteilt. Sie folgen der Kristallstruktur und den damit verbundenen Symmetriegesetzen. Mehrere Kristallflächen bilden eine Kristallform, wobei alle Flächen eine gleiche Stellung im Achsensystem haben. Z.B. Würfel: jede Fläche schneidet eine Achse senkrecht und liegt parallel zu den anderen beiden Achsen; Oktaeder: jede Fläche schneidet alle 3 Achsen im selben Abstand. Kristallformen können einen Raum umschliessen (geschlossene Formen), müssen dies aber nicht (offene Formen).
Achtung: ein Kristall kann aus mehreren Kristallformen bestehen, z.B. Kombination aus Würfel und Oktaeder oder Prisma und (Di-)Pyramide!
Tracht
Die Tracht ist die Gesamtheit der an einem Kristall auftretenden Flächenarten (= Kristallformen).
Habitus
Das Gesamtbild eines Kristalls - unabhängig von den tatsächlich ausgebildeten Flächen, wird als Habitus bezeichnet. Ein Kristall kann langprismatisch, kurzprismatisch, isometrisch, nadelig, säulig, faserig usw. sein.
Mineralzwillinge
Zwillinge entstehen, wenn zwei Kristalle gleicher Art und Ausbildung miteinander verwachsen. Die beiden Zwillingsindividuen liegen entweder spiegelbildlich zur Zwillingsebene, oder können durch Drehung um 180° um eine Zwillingsachse miteinander zur Deckung gebracht werden. Man unterscheidet Berührungszwillinge und Durchwachsungszwillinge.
Unregelmässige Kristalle
Als Folge von besonderen Bildungsbedingungen können einzelne Flächen eines Kristalles schneller wachsen. Der Kristall erscheint verzerrt. Dennoch kann seine Symmetrie eindeutig ermittelt werden: Alle Flächen stehen zueinander immer im selben Winkel.
- Wachstums-Unregelmässigkeiten an einem Quarz-Kristall; Fundort: Frutzschlucht bei Rankweil
Manchmal wachsen die Kanten eines Kristalls schneller als die Flächen. Es entsteht ein "Rahmen" um eine vertieft liegende Kristallfläche. Man spricht von Fensterbildungen. Später versucht der Kristall, auch die Fläche auszufüllen. Um Material zu sparen, bildet sich eine "Fensterscheibe" zwischen den Kanten, wobei der darunter liegende Raum frei bleibt. Er wird (je nach Entstehungsort des Kristalls) mit Flüssigkeit oder Ton gefüllt. Der Fachmann nennt dies Skelettbildungen.