Wenn man einen Kristall betrachtet, fällt einem normalerweise als erstes seine Form auf.
Glatte Flächen, scharfe Kanten, sich wiederholende Geometrien.
Es sieht aus, als hätte sich jemand hingesetzt und es mit einem Lineal gezeichnet.
Das Interessante daran ist aber Folgendes:
Alle in der Natur vorkommenden Kristalle, egal wie unterschiedlich sie aussehen, gehören eigentlich zu nur sieben grundlegende Kristallsysteme.
Diamant
Salzkristalle.
Quarz.
Smaragd.
Sie alle wachsen nach den Regeln eines dieser sieben Systeme.
In diesem Artikel erklären wir Schritt für Schritt, was Kristallsysteme sind, warum es nur sieben davon gibt und wie diese Systeme die Form von Mineralien bestimmen.
Was ist ein Kristallsystem?
Ein Kristallsystem beschreibt, wie ein Kristall ist auf atomarer Ebene organisiert.
Mit anderen Worten:
- Wie Atome im Raum angeordnet sind
- Entlang welcher Achsen sie sich wiederholen
- In welchen Winkeln stehen diese Achsen zueinander?
Der entscheidende Punkt ist folgender:
Ein Kristallsystem ist nicht die Form, die man von außen sieht.
Es ist die interne Bestellung hinter dieser Form.
Deshalb werden zwei Mineralien benötigt:
- Kann von außen ähnlich aussehen.
- Sie gehören aber völlig unterschiedlichen Kristallsystemen an
Oder das Gegenteil:
- Sie können demselben Kristallsystem angehören.
- Sie weisen aber ganz unterschiedliche Formen auf
Sind Kristallsystem und Kristallform dasselbe?
Nein. Und genau hier kommt es am häufigsten zu Verwirrung.
- Kristallsystem → innere Atomanordnung
- Kristallhabitus → die äußere Form des Kristalls
Beispielsweise:
- Quarz sieht normalerweise wie ein sechseckiges Prisma aus.
- Aber das ist seine Gewohnheit.
- Entscheidend ist, wie seine Atome angeordnet sind. trigonales System
Man kann das Kristallsystem also nicht immer allein anhand der Form richtig erraten.
Warum gibt es nur 7 Kristallsysteme?
Weil sich Atome im Raum nicht auf unbegrenzte Weise anordnen können, sondern nur nach bestimmten mathematischen Regeln.
Die Kristallographie klassifiziert diese Anordnungen anhand folgender Kriterien:
- Die Anzahl der Achsen
- Die Längen der Achsen
- Die Winkel zwischen den Achsen
Am Ende dieser Klassifizierung sieben grundlegende Systeme die sich in der Natur stabil bilden können, erscheinen.
Diese sind:
- Kubisch (isometrisch)
- tetragonal
- Sechseckig
- trigonal
- Orthorhombisch
- Monoklin
- Triklinik
Nun wollen wir sie uns einzeln und auf einfache Weise ansehen.
1. Kubisches (isometrisches) Kristallsystem
Dieses System ist das symmetrischste.
Seine Eigenschaften:
- Es gibt drei Achsen
- Sie sind alle gleich lang.
- Sie schneiden sich in einem 90-Grad-Winkel.
Aus diesem Grund sehen Kristalle in diesem System üblicherweise so aus:
- Cubes
- Oktaeder
- Dodekaeder
Häufig vorkommende Mineralien:
- Halit (Steinsalz)
- Galena
- Pyrit
- Diamond
Das kubische Brechen von Halitkristallen ist kein Zufall.
Die atomare Anordnung macht dies notwendig.
2. Tetragonales Kristallsystem
Dieses System ähnelt dem kubischen System, es gibt jedoch einen kleinen Unterschied.
Seine Eigenschaften:
- Es gibt drei Achsen
- Zwei sind gleich lang
- Die dritte Achse hat eine andere Länge.
- Alle Winkel betragen 90 Grad.
Dadurch entstehen Kristalle:
- Eine längliche, prismatische Form
- Wachstum hauptsächlich in vertikaler Richtung
Häufig vorkommende Mineralien:
- Zircon
- Rutil
- Kassiterit
Die nadelartige Verlängerung der Rutilkristalle steht in Zusammenhang mit diesem System.
3. Hexagonales Kristallsystem
Wie der Name schon sagt, besitzt dieses System hexagonale Symmetrie.
Seine Eigenschaften:
- Es gibt vier Achsen
- Drei liegen in derselben Ebene und bilden einen Winkel von 120 Grad.
- Die vierte Achse steht senkrecht zu ihnen.
Diese Struktur bewirkt, dass Kristalle wie folgt wachsen:
- Sechseckige Prismen
- Schichtstrukturen
Häufig vorkommende Mineralien:
- Beryll (Smaragd, Aquamarin)
- Apatit
- Graphite
Die charakteristische hexagonale Prismenform des Smaragds ist ein direktes Ergebnis dieses Systems.
4. Trigonales Kristallsystem
Das trigonale System wird oft mit dem hexagonalen System verwechselt.
Aber sie sind nicht dasselbe.
Seine Eigenschaften:
- Die Symmetrie ist dreifach.
- Auch wenn die Struktur hexagonal aussieht, ist die atomare Anordnung anders.
Dieses System kann Folgendes erzeugen:
- Spiralartige Symmetrie
- Schräge Kristallflächen
Häufig vorkommende Mineralien:
- Quartz
- Calcit
- Korund
Der Schlüssel zum Verständnis dafür, warum Quarz zwar hexagonal aussieht, aber nicht als hexagonal klassifiziert wird, liegt hier.
5. Orthorhombisches Kristallsystem
In diesem System ist die Symmetrie geringer.
Seine Eigenschaften:
- Es gibt drei Achsen
- Alle haben unterschiedliche Längen.
- Die Winkel betragen aber immer noch 90 Grad.
Dadurch entstehen Kristalle:
- Eine asymmetrische, aber geordnete Struktur
- Ein rechteckiges Erscheinungsbild
Häufig vorkommende Mineralien:
- Olivine
- Schwefel
- Topaz
Das „unregelmäßige, aber ausgewogene“ Aussehen der Olivinkristalle geht auf dieses System zurück.
6. Monoklines Kristallsystem
Hier nimmt die Symmetrie noch weiter ab.
Seine Eigenschaften:
- Es gibt drei Achsen
- Zwei Winkel betragen 90 Grad.
- Der dritte Winkel ist geneigt
Dadurch sehen die Kristalle so aus:
- Schief
- Verschoben
Häufig vorkommende Mineralien:
- Gips
- Orthoklas-Feldspat
- Malachit
Hier versteht man, warum Gips-Kristalle oft „schief“ aussehen.
7. Triklines Kristallsystem
Dies ist das System mit der geringsten Symmetrie.
Seine Eigenschaften:
- Es gibt drei Achsen
- Keiner von ihnen ist gleich.
- Keiner der Winkel beträgt 90 Grad.
In diesem System sehen Kristalle folgendermaßen aus:
- Vollständig asymmetrisch
- Complex
Häufig vorkommende Mineralien:
- Albit
- Kyanite
- Türkis
Nun wird deutlich, warum diese Mineralien so „regellos“ aussehen.
Warum sind Kristallsysteme wichtig?
Weil das Kristallsystem direkten Einfluss hat auf:
- Physikalische Eigenschaften des Minerals
- Spaltung und Bruch
- Optisches Verhalten
- Mechanische Festigkeit
Aus diesem Grund gehören Kristallsysteme zum Grundwissen in folgenden Bereichen:
- Gemmologie
- Petrographie
- Materialwissenschaften
- Verwendung von Industriemineralien
Fazit
Kristalle wachsen nicht zufällig.
Jeder einzelne davon ist:
- Auf atomarer Ebene definiert
- Mathematisch strukturiert
- Gebunden an physikalische Gesetze
Die sieben Kristallsysteme sind die struktureller Rahmen hinter all dieser Vielfalt in der Natur.
Wenn man einen Kristall betrachtet, sieht man nicht mehr nur seine Form.
Man erkennt auch die dahinterliegende innere Ordnung.
