結晶の種類：形状と構造

結晶の形と構造

Walter Geiersperger /ゲッティイメージズ

水晶を分類する方法は複数あります。最も一般的な 2 つの方法は、結晶構造に従ってグループ化する方法と、化学的/物理的特性に従ってグループ化する方法です。

格子（形状）によってグループ化された結晶

7 つの結晶格子系があります。

立方体または等角投影:これらは必ずしも立方体の形をしているわけではありません。八面体 (8 つの面) と 12 面体 (10 面) もあります。 正方:立方晶に似ていますが、一方の軸が他方よりも長く、これらの結晶は二重のピラミッドとプリズムを形成します。 斜方晶:断面が正方形ではないことを除いて正方晶のように (結晶を端から見た場合)、これらの結晶は菱形のプリズムまたは双錐体を形成します ( 2 つのピラミッド くっついた）。 六角：結晶を横から見ると、断面が六角柱または六角形になっています。 三角:これらの結晶 六角形分割の六回回転軸の代わりに単一の三回回転軸を持っています。 トリクリニック:これらの結晶は通常、左右対称ではなく、かなり奇妙な形になることがあります。 単斜晶：L歪んだ正方晶のように、これらの結晶はしばしば角柱や二重ピラミッドを形成します。

これは非常に単純化された結晶構造の見方.さらに、格子はプリミティブ (単位セルごとに 1 つの格子点のみ) または非プリミティブ (単位セルごとに複数の格子点) にすることができます。 7 つの結晶系と 2 つの格子タイプを組み合わせると、14 のブラヴェ格子 (1850 年に格子構造を考案したオーギュスト ブラヴェにちなんで名付けられました) が得られます。

プロパティごとにグループ化された結晶

結晶は主に 4 つのカテゴリに分類され、化学的および 物理的特性 .

共有結晶:共有結合結晶には真があります 共有結合 結晶内のすべての原子の間。共有結合結晶は 1 つの大きなものと考えることができます。 分子 .多くの共有結合結晶は非常に高い融点を持っています。共有結合結晶の例には、ダイヤモンドおよび硫化亜鉛結晶が含まれる。 金属結晶:金属結晶の個々の金属原子は、格子サイトに座ります。これにより、これらの原子の外側の電子が格子の周りを自由に浮遊します。金属結晶は非常に密度が高く、融点が高い傾向があります。 イオン結晶:イオン結晶の原子は、静電気力(イオン結合)。 イオン結晶 硬く、融点が比較的高い。 食卓塩 (NaCl) は、このタイプの結晶の例です。 分子結晶:これらの結晶には、構造内に認識可能な分子が含まれています。分子結晶は、ファン デル ワールス力や 水素結合 .分子結晶は、融点が比較的低く、柔らかい傾向があります。 ロックキャンディー 、テーブルシュガーまたはスクロースの結晶形は、分子結晶の一例です。

結晶は、圧電性または強誘電性として分類することもできます。圧電結晶は、電界にさらされると誘電分極を発生します。強誘電性結晶は、磁場内の強磁性材料と同様に、十分に大きな電場にさらされると永久に分極します。

格子分類システムと同様に、このシステムは完全に切り詰められたものではありません。結晶をあるクラスに属しているか、別のクラスに属しているかを分類するのが難しい場合があります。ただし、これらの大まかなグループ分けにより、構造をある程度理解することができます。

ソース

• ポーリング、ライナス (1929)。 「複雑なイオン結晶の構造を決定する原理」 混雑する。化学。社会 51 (4): 1010–1026. doi:10.1021/ja01379a006
• ペトレンコ、V. F.;ウィットワース、RW (1999)。 氷の物理 .オックスフォード大学出版局。 ISBN 9780198518945。
• ウェスト、アンソニー R. (1999)。 基礎固体化学 (第 2 版)。ワイリー。 ISBN 978-0-471-98756-7。