Kristallglas; Geordnete Materie. Die Eigenschaft, die Kristalle im Gegensatz zu Glas auszeichnet, ist die Ordnung. Kristalle sind geordnete Materie. Sie sind als geordneter Stapel von Molekülen oder Gruppen von Atomen und Molekülen aufgebaut. Sie haben immer eine Einheit, die sogenannte Einheitszelle, die ein Atom, ein Molekül oder eine Gruppe von Atomen oder Molekülen sein kann, die sich periodisch im Raum, der ein Volumen ausfüllt, wiederholt.
Periodische Ordnung, Periodizität, ist eine der grundlegenden Eigenschaften eines Kristalls. Es sollte nicht schwer sein, dieses Konzept der periodisch geordneten Materie zu verstehen. Wir sehen es in Fußböden, in Tapeten oder in den Ziegelwänden von Häusern. Wir verwenden es, wenn wir eine Fläche abdecken wollen.
Zum Beispiel ein Stapel von Rechtecken (die Kacheln im Bild):
In dieser Abbildung ist der Abstand zwischen den einzelnen Blöcken immer gleich groß. Dieser Abstand wird als Periode bezeichnet und ändert sich, wie wir sehen können, mit der Richtung. Die Eigenschaft von Materie, die auf diese Weise organisiert ist, wird Periodizität genannt.
Bei dieser klassischen Ziegelanordnung sind die Ziegel ebenfalls identisch beabstandet, aber die Periodenwerte ändern sich. Die Struktur ist anders, aber sie ist auch periodisch – also ebenfalls kristallin.
Diese Bausteine sind das Äquivalent zu dem, was wir Einheitszellkristallographie nennen. Um eine kristalline Struktur zu erzeugen, müssen Sie sich nur vorstellen, diese Steine in molekulare Einheiten zu verwandeln.
Kristallglas; Geordnete Materie
Pyritwürfel sind sehr einfach herzustellen, indem man die Blöcke oder Einheitszellen so stapelt, dass sie einen dreidimensionalen Würfel mit sechs perfekt flachen Flächen abgrenzen.
Denken Sie daran, dass Kristalle aus Millionen von identischen Würfeln aufgebaut sind. Obwohl die Strukturen im Detail abgestuft sind, wären sie für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar.
Wenn wir zum Beispiel die Kristallflächen senkrecht zu den Eckpunkten der Einheitszelle machen, ist die resultierende Kristallform das Oktaeder.
Wenn wir die Außenflächen des Kristalls senkrecht zu den Kanten des Würfels machen, erhalten wir eine andere Art von Form, das fünfeckige Dodekaeder.
Ob ein Mineral mit der einen oder anderen Form oder mit Kombinationen von Formen kristallisiert, hängt von den Kristallisationsbedingungen ab.
Die Winkel, die die verschiedenen Seiten eines Kristalls bilden, hängen allein von den Abmessungen der Einheitszelle ab, für die sie bei einer bestimmten Verbindung immer konstant sind. Dies ist das, was man das Gesetz der Konstanz der Grenzflächenwinkel eines Kristalls nennt.
In der Natur gibt es über viertausend verschiedene Mineralien – das sind viertausend verschiedene kristalline Strukturen. Und hunderttausende andere kristalline Strukturen wurden und werden im Labor gewonnen, das Naturprodukte und neue Synthesezusammensetzungen kristallisiert.
All diese Hunderttausende von Strukturen lassen sich dank einer weiteren grundlegenden Eigenschaft von Kristallen in 230 verschiedene Gruppen einteilen: die Symmetrie.
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