ระบบผลึก: แนวคิดและลักษณะเฉพาะประเภทตัวอย่าง - เคมี - 2025

ระบบคริสตัลเป็นชุดของลักษณะทางเรขาคณิตและองค์ประกอบสมมาตรที่ช่วยให้กลุ่มคริสตัลเรียงลำดับที่แตกต่างกัน ดังนั้นขึ้นอยู่กับความยาวสัมพัทธ์ของด้านข้างมุมระหว่างใบหน้าแกนภายในและลักษณะทางเรขาคณิตอื่น ๆ รูปร่างของคริสตัลหนึ่งจึงแตกต่างจากอีกอันหนึ่ง

แม้ว่าระบบผลึกจะเชื่อมโยงโดยตรงกับโครงสร้างผลึกของแร่โลหะสารประกอบอนินทรีย์หรืออินทรีย์ แต่สิ่งเหล่านี้อ้างถึงคุณสมบัติของรูปแบบภายนอกมากกว่าไม่ใช่การจัดเรียงอะตอมไอออนหรือโมเลกุลภายใน

ความหลากหลายของผลึกแร่วิทยาและความสมมาตรได้รับการสนับสนุนโดยระบบคริสตัลหกแบบ ที่มา: Pexels

ระบบคริสตัลทั้งหกคือลูกบาศก์ tetragonal หกเหลี่ยม orthorhombic monoclinic และ triclinic จากระบบหกเหลี่ยมได้รับตรีโกณมิติหรือรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน คริสตัลใด ๆ ที่อยู่ในสภาพบริสุทธิ์หลังจากมีลักษณะแล้วจะกลายเป็นหนึ่งในหกระบบนี้

ตามธรรมชาติแล้วบางครั้งก็เพียงพอที่จะมองไปที่ผลึกเพื่อให้ทราบว่าพวกมันอยู่ในระบบใด หากคุณมีคำสั่งที่ชัดเจนเกี่ยวกับการตกผลึก อย่างไรก็ตามในหลาย ๆ ครั้งนี่เป็นงานที่ยากลำบากเนื่องจากคริสตัลถูก "สัญญาณรบกวน" หรือ "ผิดรูป" อันเป็นผลมาจากสภาพแวดล้อมระหว่างการเจริญเติบโต

แนวคิดและลักษณะเฉพาะ

ในตอนแรกระบบผลึกอาจดูเหมือนเป็นเรื่องนามธรรมและเข้าใจยาก โดยธรรมชาติแล้วคุณไม่ได้มองหาคริสตัลที่มีรูปร่างเหมือนลูกบาศก์ แต่แบ่งปันคุณสมบัติทางเรขาคณิตและไอโซเมตริกทั้งหมดด้วย แม้จะคำนึงถึงเรื่องนี้แล้ว แต่ก็ยังไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยสายตาที่จะมองเห็นได้ว่าตัวอย่างเป็นระบบคริสตัลใด

สำหรับสิ่งนี้มีเทคนิคการกำหนดลักษณะโดยใช้เครื่องมือซึ่งในบรรดาผลลัพธ์จะแสดงค่าของพารามิเตอร์บางอย่างที่แสดงให้เห็นว่าระบบผลึกใดอยู่ระหว่างการศึกษา และนอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นคุณสมบัติทางเคมีของคริสตัล

เทคนิคที่ต้องการในการหาลักษณะของผลึกคือการถ่ายภาพด้วยรังสีเอ็กซ์ โดยเฉพาะการเลี้ยวเบนของผง X-ray

ในระยะสั้น: ลำแสงเอ็กซ์เรย์โต้ตอบกับคริสตัลและได้รูปแบบการเลี้ยวเบน: ชุดของจุดศูนย์กลางซึ่งรูปร่างขึ้นอยู่กับการจัดเรียงภายในของอนุภาค การประมวลผลข้อมูลจะจบลงด้วยการคำนวณพารามิเตอร์ของเซลล์หน่วย และด้วยเหตุนี้ระบบผลึกจึงถูกกำหนด

อย่างไรก็ตามระบบผลึกแต่ละระบบจะประกอบไปด้วยคลาสของผลึกซึ่งรวมกันเป็น 32 ในทำนองเดียวกันรูปแบบอื่น ๆ ที่แตกต่างกันได้มาจากสิ่งเหล่านี้ นั่นคือเหตุผลที่คริสตัลมีความหลากหลายมาก

ประเภทของระบบคริสตัล

ลูกบาศก์หรือมีมิติเท่ากัน

คิวบ์เป็นเพียงหนึ่งในคลาสผลึกที่ระบบลูกบาศก์ล้อมรอบ ที่มา: Smiddle

ระบบลูกบาศก์หรือไอโซเมตริกสอดคล้องกับผลึกที่สมมาตรสูง ตัวอย่างเช่นคิวบ์นำเสนอชุดของการดำเนินการสมมาตรที่แสดงลักษณะของมัน ตรงกลางลูกบาศก์ให้จินตนาการว่ามีการวาดไม้กางเขนที่สัมผัสใบหน้าด้านบนด้านล่างและด้านข้าง ระยะทางเท่ากันและตัดกันเป็นมุมฉาก

ถ้าคริสตัลเป็นไปตามสมมาตรของลูกบาศก์แม้ว่าจะไม่มีรูปร่างตรงตามนั้น แต่ก็จะเป็นของระบบผลึกนี้

นี่คือที่ที่คลาสผลึกทั้งห้าที่ประกอบขึ้นเป็นระบบลูกบาศก์จะมีแสงสว่าง: คิวบ์, รูปแปดหน้า, โดเดคาฮีดรอนขนมเปียกปูน, ไอโคซิเนตตราฮีดรอนและเฮกซะซิโซฮีดรอน แต่ละคลาสมีตัวแปรของตัวเองซึ่งอาจถูกตัดทอนหรือไม่ก็ได้ (มีจุดยอดแบน)

Tetragonal

หน่วย Tetragonal ที่มา: Stannered ผ่าน Wikipedia

ระบบ tetragonal สามารถมองเห็นได้ราวกับว่ามันเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ได้รับปริมาตร ซึ่งแตกต่างจากคิวบ์คือแกน c ยาวหรือสั้นกว่าแกน a นอกจากนี้ยังอาจดูเหมือนลูกบาศก์ที่ยืดขึ้นหรือบีบอัด

คลาสคริสตัลที่ประกอบขึ้นเป็นระบบ tetragonal คือปิรามิดชั้นยอดและสี่ด้านปิรามิดแปดด้านสองด้านสี่เหลี่ยมคางหมูและอีกครั้งคือไอโคซิเตตระฮีดรอนและเฮกซะซิโซฮีดรอน หากคุณไม่มีรูปทรงกระดาษอยู่ในมือจะเป็นการยากที่จะจดจำรูปทรงเหล่านี้โดยปราศจากความช่วยเหลือจากประสบการณ์

หกเหลี่ยม

Hex ไดรฟ์ ที่มา: Stannered ผ่าน Wikipedia

รูปแบบผลึกใด ๆ ที่มีฐานตรงกับรูปหกเหลี่ยมจะเป็นของระบบคริสตัลหกเหลี่ยม ชั้นเรียนผลึกบางประเภท ได้แก่ ปิรามิดสิบสองด้านและปิรามิดคู่

ตรีโกณมิติ

ฐานของคริสตัลที่เป็นของระบบตรีโกณมิติก็เป็นหกเหลี่ยมเช่นกัน แต่แทนที่จะมีหกด้านกลับมีสามด้าน ชั้นเรียนของผลึกมีดังนี้: ปริซึมหรือปิรามิดสามด้านรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนและสเกลโนฮีดรอน

Orthorhombic

ในระบบ orthorhombic ผลึกของมันมีฐานเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนทำให้เกิดรูปร่างที่แกนทั้งสามมีความยาวต่างกัน ชั้นเรียนของผลึก ได้แก่ : bipyramidal, bisphenoidal และ pinacoid

โมโนคลินิก

คราวนี้ในระบบโมโนคลินิกฐานเป็นสี่เหลี่ยมด้านขนานไม่ใช่รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน คลาสผลึกของมันคือปริซึมสฟินอยด์และปริซึมสามด้าน

ไตรคลินิก

หน่วย Triclinic ที่มา: Stannered ผ่าน Wikipedia

ผลึกที่อยู่ในระบบไตรคลินิกมีความไม่สมมาตรมากที่สุด เริ่มต้นด้วยแกนทั้งหมดมีความยาวต่างกันเช่นเดียวกับมุมของใบหน้าซึ่งเอียง

นี่คือที่มาของชื่อ: มุมเอียงสามมุมของ Triclinic คริสตัลเหล่านี้มักสับสนกับออร์โธร์โฮโมบิกหกเหลี่ยมและยังใช้รูปทรงเทียม

ในชั้นเรียนของผลึก ได้แก่ พินคอยด์เพดเนียนและรูปทรงที่มีจำนวนหน้าเท่ากัน

ตัวอย่างระบบคริสตัล

ตัวอย่างที่เกี่ยวข้องสำหรับแต่ละระบบคริสตัลจะถูกอ้างถึงด้านล่าง

ลูกบาศก์หรือมีมิติเท่ากัน

Halite มีผลึกลูกบาศก์พิเศษ ที่มา: Parent Géry

Halite หรือที่เรียกว่าเกลือทั่วไปหรือโซเดียมคลอไรด์เป็นตัวอย่างที่เป็นตัวแทนมากที่สุดของระบบลูกบาศก์หรือไอโซเมตริก ในบรรดาแร่ธาตุหรือองค์ประกอบอื่น ๆ ที่อยู่ในระบบนี้ ได้แก่ :

- ฟลูออไรท์

- แม่เหล็ก

-เพชร

- เอสปิเนล่า

- กาลีนา

-บิสมัท

-เงิน

-ทอง

- ไพไรต์

-โกเมน

Tetragonal

Wulfenite เป็นตัวอย่างที่เป็นตัวแทนมากที่สุดของระบบผลึก tetragonal ที่มา: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

ในกรณีของระบบ tetragonal แร่ wulfenite เป็นตัวอย่างที่เป็นตัวแทนมากที่สุด ในบรรดาแร่ธาตุอื่น ๆ ในระบบนี้เรามี:

- คาซิเทอไรต์

-เพทาย

-Chalcopyrite

- รูไทล์

- อะนาเทส

-Scheelita

-Apophyllite

Orthorhombic

แร่แทนซาไนต์เป็นของระบบกายอุปกรณ์ ที่มา: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

ในบรรดาแร่ธาตุที่ตกผลึกในระบบออร์โธมิกเรามี:

- แทนซาไนต์

- บาริตา

- โอลิวีน

-กำมะถัน

-บุษราคัม

-Alexandrite

- แอนไฮไดรต์

-ด่างทับทิม

- แอมโมเนียมเปอร์คลอเรต

- คริสโซเบอริล

- โซไซท์

- อันดาลูสิตา

โมโนคลินิก

ผลึกยิปซั่มเป็นของระบบโมโนคลินิก ที่มา: Lysippos

ในบรรดาแร่ธาตุของระบบโมโนคลินิกเรามี:

- อะซูไรต์

- แคสต์

- ไพร็อกซีน

-ไมกา

- สโปดูมีน

- น้ำมันสน

- หินดวงจันทร์

- วิเวียนิตา

- เพทาไลท์

- คริโซโคลลา

- ลาซูไลท์

ไตรคลินิก

ผลึก Chalcanthite เป็นของระบบ Triclinic ที่มา: Ra'ike

ในบรรดาแร่ธาตุของระบบ Triclinic เรามี:

-Amazonite

-เฟลด์สปาร์

- แคลแคนไทท์

- โรโดไนท์

- เทอร์ควอยซ์

หกเหลี่ยม

คริสตัลอะความารีนหกเหลี่ยมที่สมบูรณ์แบบ ที่มา: Robert M.Lavinsky ผ่าน Wikipedia

ในภาพด้านบนเรามีตัวอย่างเมื่อรูปแบบธรรมชาติเปิดเผยระบบผลึกของแร่ในทันที ในบรรดาแร่ธาตุบางชนิดที่ตกผลึกในระบบหกเหลี่ยมเรามี:

-มรกต

- แคลเซียม

- โดโลไมต์

- ทัวร์มาลีน

- ควอตซ์

-Apatite

- สังกะสี

- มอร์แกนไนท์

ตรีโกณมิติ

axinite แร่เป็นของระบบตรีโกณมิติ ที่มา: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

และสุดท้ายในบรรดาแร่ธาตุบางชนิดที่อยู่ในระบบตรีโกณมิติเรามี:

- ไม่มีที่สิ้นสุด

- ไพราร์ไจไรต์

- นิศารัตน์

- จาโรสิตา

- ประตู

-ทับทิม

- ตาของเสือ

-Amethyst

- แจสเปอร์

-ไพลิน

-Smoky ควอตซ์

- เฮมาไทต์

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
3. ธรณีวิทยาใน. (2020) โครงสร้างคริสตัลและระบบคริสตัล ดึงมาจาก: geologyin.com
4. พ. เศวตกาญจน์ & S. Bharanidharan. (2018) เทคนิคการสร้างลักษณะเฉพาะของคริสตัล International Journal of Pure and Applied Mathematics Volume 119 No. 12 2018, 5685-5701
5. วิกิพีเดีย (2020) ระบบคริสตัล สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
6. กลุ่ม Fredrickson (เอสเอฟ) ระบบคริสตัลทั้ง 7 ดึงมาจาก: chem.wisc.edu
7. คริสตัลเอจ. (2020) ระบบ Seven Crystal ดึงมาจาก: crystalage.com
8. ดร. ซีเมนอร์ซัลวาน (เอสเอฟ) ไอโซเมตริก มหาวิทยาลัย Alcala สืบค้นจาก: espiadellabo.com