Kristall

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Kristall

Kristall (v. griech. kr√Ĺstallos, ¬ĽEis¬ę, zun√§chst auf den Bergkristall, den man f√ľr im h√∂chsten Grade gefrornes, bez. durch himmlisches Feuer verfestigtes Wasser hielt, √ľbertragen und von diesem auf alle √ľbrigen Kristalle), eine regelm√§√üige, den K√∂rpern von bestimmter chemischer Zusammensetzung wesentlich zukommende, ebenfl√§chig begrenzte Form. Unter besonders g√ľnstigen Verh√§ltnissen der Bildung ist die ebenfl√§chige Begrenzung eine allseitige, so bei vielen eingewachsenen nat√ľrlichen Kristallen und manchen sorgsam hergestellten k√ľnstlichen. Freies H√§ngen in der konzentrierten L√∂sung der kristallisierenden Substanz, Schweben in einem nachgiebigen, von der L√∂sung durchdringbaren Mittel (Gelatine) und langsamer Verlauf des Kristallisationsprozesses sind im allgemeinen die zur Hervorbringung gro√üer und vollkommener Kristalle g√ľnstigen Bedingungen. Neben den allseitig ebenfl√§chig begrenzten, schwebend gebildeten Kristallen (s. Tafel ¬ĽMineralien¬ę, Fig. 1 und 2) sind zu unterscheiden die sitzend ausgebildeten, die nur auf einer Seite gesetzm√§√üige Fl√§chen tragen, auf der andern aber ihre Unterlage abformen (s. Tafel ¬ĽMineralien¬ę, Fig. 3 und 7), und dann die kristallinischen Aggregate, die gar keine gesetzm√§√üigen Begrenzungsfl√§chen haben und deshalb als ringsum in der freien √§u√üern Formentwickelung gehinderte Kristalle anzusehen sind (s. auch Kristallisation). Die Wesentlichkeit der Kristallgestalt erkennt man teils daran, da√ü eine bestimmte Form einer bestimmten chemischen Zusammensetzung entspricht (vgl. Mineralogie, Heteromorphie, Isomorphie, Pseudomorphosen), teils an dem Zusammenhang der √§u√üern Gestalt mit der innern Struktur (vgl. Mineralien, Spaltbarkeit), der sich bei mangelhafter Entwickelung des Kristalls zur Erg√§nzung der Beobachtung und Ausdeutung seiner √§u√üern Form benutzen l√§√üt. Die F√§higkeit, Kristalle zu bilden, besitzt die gro√üe Mehrzahl der anorganischen (nat√ľrlichen und k√ľnstlich dargestellten) und eine ebenfalls nicht unbedeutende Anzahl der organischen chemischen Verbindungen. Nur ist der Grad dieser F√§higkeit ein sehr verschiedener, so da√ü gewisse chemische Verbindungen fast nur, andre selten in Kristallen zu beobachten sind. K√∂rper, denen die F√§higkeit, Kristalle oder kristallinische Aggregate zu bilden, √ľberhaupt mangelt, hei√üen amorph (s. d. und Mineralien). Kristalle k√∂nnen sich bilden bei jeder Art des √úberganges kristallisierbarer Substanzen aus dem fl√ľssigen oder gasf√∂rmigen Aggregatzustand in den festen (durch Abk√ľhlung von D√§mpfen, Verdunstung oder Abk√ľhlung von L√∂sungen). Die Gr√∂√üe der so entstehenden Kristalle ist je nach der Natur der betreffenden K√∂rper sehr verschieden; manche bilden fast stets sehr gro√üe Kristalle, andre aber immer nur Haufwerke sehr kleiner Kristalle (Kristallmehl; s. Kristallisation). Die kleinsten, eben noch mit dem Mikroskop wahrnehmbaren ebenfl√§chig begrenzten Kristallchen werden, einerlei, ob ihre Zugeh√∂rigkeit zu einem bestimmten chemischen K√∂rper erkannt ist oder nicht, als Mikrolithe und, sofern sie nach einer oder der andern Richtung hin noch nicht deutlich individualisiert erscheinen, auch wohl als Kristalliten (s. d.) bezeichnet. Der K. vergr√∂√üert sich durch Auslagerung immer neuer Schichten auf seine Fl√§chen derart, da√ü diese parallel mit sich weiter nach au√üen verschoben werden, und die Winkel, unter denen sich die Kristallfl√§chen schneiden, dieselben bleiben. Wenn demnach das Wachstum der Kristalle nach verschiedenen Richtungen sich ungleich rasch vollzieht und von der urspr√ľnglichen Form abweichende, verzerrte Kristalle, oft durch Streifungen, Vertiefungen auf den Fl√§chen, einseitige Kr√ľmmung etc. ausgezeichnet, aber zuweilen auch nur skelettartig entwickelt, entstehen, wie das h√§ufig der Fall ist, so ist doch die Neigung der entsprechenden Fl√§chen gegeneinander gleich, sind die Winkel, die sie miteinander einschlie√üen, dieselben (Gesetz der Konstanz der Kantenwinkel). Es ergibt sich hieraus die gro√üe Wichtigkeit der Kristallmessung (Kristallometrie), die mit verschiedenen Me√üinstrumenten (vgl. Goniometer) ausgef√ľhrt wird. Zugleich erlaubt die regelm√§√üige Ausbildung der Kristalle eine mathematische Behandlungsweise der Formen; diese ist Gegenstand der Kristallographie (Kristallologie).

Die Gesetzm√§√üigkeiten, welche die Kristalle in ihren Formen darbieten, erkennt man am besten an den ebenm√§√üig oder ideal ausgebildeten Kristallen. Aus den in der Natur so h√§ufigen verzerrten Kristallen erh√§lt man ein Bild der ideal ausgebildeten Kristalle, wenn man sich die begrenzenden Fl√§chen gleichweit von einem Punkt im Innern des Kristalls entfernt denkt. Sind die Fl√§chen an einer so abgeleiteten idealen Kristallgestalt untereinander kongruent (gleichwertig), so nennt man diese Gestalt eine einfache Form, sind sie voneinander verschieden, so ist die Gestalt eine Kombination so vieler verschiedener einfacher Formen, als verschiedene Arten von Fl√§chen (ungleichwertige Fl√§chen) an ihr auftreten. Die nat√ľrlich vorkommenden Kombinationen gleichen h√§ufig in ihrer Gestalt einer einfachen Form, deren Kanten und Ecken durch die Fl√§chen der andern einfachen Formen gleichsam abgestumpft oder zugesch√§rft erscheinen. Als Hilfsmittel zu dem Studium der Kristalle dienen teils Modelle, die in Pappe, Holz, Gips, Speckstein oder Glas hergestellt werden und bei Kombinationen, der nat√ľrlichen Ausbildung der regelm√§√üig gewachsenen Kristalle entsprechend, die Fl√§chen derselben einfachen Form gleichweit, die Fl√§chen verschiedener einfacher Formen ungleichweit vom Mittelpunkt abstehend zeigen, teils parallelperspektivische Zeichnungen, teils andre Projektionen der Kristallgestalten.

Die Kristalle sind au√üerordentlich verschieden gestaltet und oft sehr fl√§chenreich. So kennt man am Kalkspat, einem allerdings sehr formenreichen Mineral, mehr als 200 verschiedene Formen in mehr als 1000 verschiedenen Kombinationen, und ferner gibt es, wie z. B. vom Flu√üspat, Kalkspat, Humit, Kristalle, die von 300 einzelnen Fl√§chen, ja oft von noch viel mehr, eingeschlossen sind. Viele von diesen Fl√§chen schneiden sich in parallelen Kanten. Alle an einem K. auftretenden, in parallelen Kanten sich schneidenden Fl√§chen bilden eine Zone; die den parallelen Kanten durch den Mittelpunkt des Kristalls parallel gelegte Gerade ist die Zonenachse. Trotz der Mannigfaltigkeit in ihrer Ausbildung lassen sich die Kristalle in verh√§ltnism√§√üig wenige Abteilungen, sogen. Systeme, gruppieren, deren Eigenschaften am leichtesten an idealen Kristallbildungen erkannt werden k√∂nnen. Viele Kristalle sind n√§mlich um bestimmte, durch ihren Mittelpunkt hindurchgelegte Gerade oder Achsen (Symmetrieachsen, Deckbewegungsachsen) herum derart symmetrisch gebaut, da√ü bei einer Drehung um einen Teil von 360¬į um diese Achse jede Fl√§che, jede Kante und jede Ecke (kurz jedes Begrenzungselement) in eine gleichbeschaffene Fl√§che, Kante oder Ecke √ľbergef√ľhrt werden kann; oder man kann sie durch bestimmte, durch ihren Mittelpunkt hindurchgelegte Ebenen (Symmetrieebenen) in je zwei Teile zerlegen, die spiegelbildlich gleich sind, jene Ebene als Spiegel gedacht. Bei vielen Kristallen stehen die Symmetrieachsen senkrecht zu den Symmetrieebenen, bei andern sind sie aber nicht an jene gebunden; zum Teil sind die Kristalle an den beiden Enden einer Symmetrieachse ganz gleich ausgebildet, zum Teil verschieden; im letztern Falle spricht man von einer polaren Symmetrieachse und einer hemimorphen Ausbildung des Kristalls. Je nach dem Vorhandensein und der Zahl der Symmetrieebenen und je nach der Zahl und der Beschaffenheit der Symmetrieachsen lassen sich 32 verschiedene Kristallabteilungen aufstellen, die gew√∂hnlich zu den folgenden sechs Kristallsystemen zusammengefa√üt werden:

Tabelle

Die Unterscheidung dieser sechs Kristallsysteme ist deshalb von besonderer Wichtigkeit, weil jede √ľberhaupt kristallisierende (also nicht amorphe) Substanz stets nur Formen von der gleichen Symmetrie, also eines und desselben Kristallsystems ausbildet, niemals Formen, die verschiedenen Kristallsystemen angeh√∂ren (Gesetz der Erhaltung der Symmetrie). Um die an den kristallisierten Substanzen auftretenden Formen in einfacher Weise bezeichnen und die gesetzm√§√üigen Beziehungen zwischen allen an einem K√∂rper auftretenden einfachen Formen, d. h. zwischen den Formen einer Kristallreihe, genauer untersuchen zu k√∂nnen, bezieht man die Kristallgestalten auf ein System von drei durch den Mittelpunkt der Kristalle gelegt gedachten Achsen (Kristallachsen). Diese Achsen werden nicht willk√ľrlich gew√§hlt, sondern den Symmetrieverh√§ltnissen (Symmetrieachsen) des Kristalls entsprechend. Die Kristallformen sind alsdann durch die Lage ihrer Fl√§chen zu diesen Achsen, insbes. durch die Verh√§ltnisse der Abschnitte (Parameter) auf diesen Achsen (Koordinatenachsen) charakterisiert und lassen sich, wie in der Kristallographie gezeigt wird, durch rationale Zahlen (Gesetz der Rationalit√§t der Parameterverh√§ltniszahlen) auf die einfachste an der Kristallsubstanz vorkommende Form, deren Fl√§chen die Achsen in endlicher Entfernung schneiden, die sogen. Grundform, beziehen. Diese Grundform ist f√ľr jede Substanz, deren Kristallformen nicht dem regul√§ren System angeh√∂ren (f√ľr das es √ľberhaupt nur eine allen regul√§r kristallisierenden Substanzen gemeinsam zukommende Grundform gibt), eine andre; die Symmetrieeigenschaften und die Gr√∂√üen, durch welche die Gestalt der Grundform festgelegt wird, sind die kristallographischen Elemente der Substanz, durch die sich dieselben von allen andern kristallisierenden Substanzen wesentlich unterscheidet. Diese Betrachtungen, die auch zu pr√§zisen Bezeichnungsmethoden der Kristallgestalten f√ľhren, liegen aber jenseit der von unserm Werk einzuhaltenden Grenzen. ‚Äď Im folgenden sind die einfachen Formen der verschiedenen Kristallsysteme aufgef√ľhrt.

Kristallformen des tesseralen Systems.
Kristallformen des tesseralen Systems.

I. Reguläres (tesserales, isometrisches) System.

Die Formen werden so gestellt, da√ü die drei untereinander gleichwertigen, miteinander vertauschbaren Hauptsymmetrieebenen den Fl√§chen und die Hauptachsen, die hier zu Koordinatenachsen genommen werden, den Kanten des W√ľrfels (Fig. 2) parallel verlaufen; die sechs untereinander gleichen Nebensymmetrieebenen sind dann den Fl√§chen der in Fig. 3 dargestellten Form parallel und die einfachen Formen in der durch die Fig. 1‚Äď7 angedeuteten Weise aufzustellen und auseinander zu beziehen. Fig. 1, Grundform: Achtfl√§chner (Oktaeder). Fig. 2, Sechsfl√§chner, W√ľrfel (Hexaeder). Fig. 3, Zw√∂lffl√§chner: Rhombendodekaeder (Granatoeder). Fig. 4‚Äď6, Vierundzwanzigfl√§chner: Pyramidenw√ľrfel (Tetrakishexaeder, Fig. 4), Pyramidenoktaeder (Triakisoktaeder, Fig. 5), Ikositetraeder (Trapezoeder, Leucitoeder, Fig. 6). Fig. 7, Achtundvierzigfl√§chner: Hexakisoktaeder. Die Fig. 8,9 und 10 stellen von zwei einfachen Formen, Oktaeder und W√ľrfel, Kombinationen (zweiz√§hlige) dar: einmal das Oktaeder vorwaltend (Fig. 8), dann das Hexaeder (Fig. 9), w√§hrend Fig. 10, der sogen. Mittelkristall, beide Formen im Gleichgewicht zeigt. Regul√§r kristallisieren die meisten schweren Metalle (Quecksilber nur in gro√üer K√§lte), Diamant, Bleiglanz, Flu√üspat, Steinsalz, Spinell, Granat etc.

II. Tetragonales (quadratisches, monodimetrisches) System.

Die Formen werden so gestellt, daß die Hauptachse senkrecht steht und von den dann senkrecht stehenden vier Nebensymmetrieebenen, von denen je zwei zueinander senkrechte gleichwertig sind, eine auf den Beobachter zugewendet ist.

Fig. 11‚Äď18. Kristallformen des quadratischen Systems.
Fig. 11‚Äď18. Kristallformen des quadratischen Systems.

Die beiden Achsen, die sich als die Durchschnittslinien dieser und der gleichwertigen Nebensymmetrieebene mit dem horizontalen Hauptschnitt ergeben, bilden zusammen mit der Hauptachse das rechtwinklige Achsensystem, auf das die Formen bezogen werden. Man unterscheidet einfache Formen der Art wie Fig. 11 als tetragonale (quadratische) Pyramiden (Oktaeder) erster Ordnung (Protopyramiden; eine von solchen, an manchen Substanzen in größerer Zahl auftretenden, bald spitzern, bald stumpfern Pyramiden wählt man als Grundform), ferner die oben und unten offene tetragonale Säule (Prisma) erster Ordnung (Protoprisma), nur aus vier Seitenflächen bestehend (Fig. 12), dann (Fig. 13) die durch ihre Stellung von den ebengenannten Formen unterschiedenen Pyramiden zweiter Ordnung (Deuteropyramiden) und (Fig. 14) das Prisma zweiter Ordnung (Deuteroprisma), dessen Flächen den durch die Hauptachse und die horizontalen Achsen gehenden Symmetrieebenen parallel laufen; weiter die ditetragonalen Pyramiden (Fig. 15), die ditetragonalen Prismen (Fig. 16). Die in Fig. 12,14 und 16 den Körper nach oben und unten begrenzende Form ist das dem Hauptschnitt parallel gehende basische Flächenpaar (Pinakoid, Basis, Gerad-Endfläche). Fig. 17 u. 18 sind zweizählige Kombinationen: Fig. 17 Pyramide und Prisma erster Ordnung, Fig. 18 Pyramide erster und Prisma zweiter Ordnung. Tetragonal kristallisieren z. B. Zinnerz, Rutil, Anatas, Zirkon, Honigstein, Bor, Quecksilberjodid.

III. Hexagonales (monotrimetrisches) System.

Die Formen werden, analog wie im tetragonalen System, so gestellt, daß die Hauptachse senkrecht steht.

Kristallformen des hexagonalen Systems.
Kristallformen des hexagonalen Systems.

Von den sechs Nebensymmetrieebenen sind je drei unter 60¬į sich schneidende untereinander gleich; eine von ihnen ist bei der richtigen Ausstellung gerade auf den Beobachter zugewendet. Es werden dann Gestalten, wie in Fig. 19, als hexagonale Pyramiden erster Ordnung oder Protopyramiden (Dihexaeder, hexagonale Dodekaeder), Formen, wie Fig. 21, als hexagonale Pyramiden zweiter Ordnung (Deuteropyramiden), Fig. 23 als zw√∂lfseitige (dihexagonale) Pyramiden (Didodekaeder), Fig. 24 als zw√∂lfseitige S√§ulen (dihexagonale Prismen) bezeichnet; Fig. 20 stellt das hexagonale Prisma erster Ordnung (Protoprisma), Fig. 22 das Prisma zweiter Ordnung (Deuteroprisma) dar, beide in Kombination mit dem Fl√§chenpaar (Basis, Pinakoid), das (auch in Fig. 24) den K. nach oben und unten abgrenzt. Fig. 25 zeigt eine Kombination der hexagonalen S√§ule erster Ordnung mit einer Protopyramide (wie am Quarz), Fig. 26 eine dreiz√§hlige Kombination von der hexagonalen S√§ule erster Ordnung, Basis und einer Pyramide erster Ordnung (Apatit).

IV. Rhombisches (orthorhombisches, anisometrisches, trimetrisches) System.

Die Formen werden beliebig nach einer der drei untereinander ungleichwertigen Symmetrieachsen, die hier zu Koordinatenachsen genommen werden, aufrecht gestellt, wodurch diese Achse Vertikalachse wird und die beiden andern mit Bezug auf die Grundform als gr√∂√üere (Makrodiagonale) und als kleinere (Brachydiagonale) erscheinen. Von der dargestellten Pyramide (Fig. 27), die f√ľr eine bestimmte Kristallreihe die Grundform vorstellt, unterscheiden sich andre durch spitzere, nach der Richtung der Vertikalachse gestreckte Form (Pyramiden der vertikalen Reihe), andre durch eine Streckung in der Richtung der Makrodiagonale (makrodiagonale Pyramiden, Makropyramiden) und wieder andre durch eine Streckung in der Brachydiagonale (brachydiagonale Pyramiden, Brachypyramiden).

Kristallformen des rhombischen Systems.
Kristallformen des rhombischen Systems.

Ferner kommen neben den aufrechten Säulen oder Prismen (Fig. 28), die als primäre, als makrodiagonale und brachydiagonale bezeichnet werden, auch liegende Säulen (Domen, Plural von Doma) vor, und zwar werden teils makrodiagonale Domen (Makrodomen, Querprismen, Querdomen, Fig. 29), teils brachydiagonale Domen (Brachydomen, Längsprismen, Längsdomen, Fig. 30) unterschieden. Endlich treten noch drei Flächenpaare auf, eins, den K. nach oben und unten begrenzend, das basische Pinakoid (Endfläche, Basis, in Fig. 28 mit dem Prisma kombiniert), eins, das rechts und links liegt (Fig. 29), das brachydiagonale Pinakoid (Brachypinakoid, Längsfläche), und eins, das vorn und hinten auftritt (Fig 30), das makrodiagonale Pinakoid (Makropinakoid, Querfläche). Beispiele rhombisch kristallisierender Körper: Schwefel, Antimonglanz, Markasit, Arsenkies, Baryt, Cölestin, Aragonit, Topas, Kalisalpeter, Chlorbaryum, salpetersaures Silber, Weinstein. Fig. 31 zeigt eine dreizählige Kombination des Topas (Prisma, brachydiagonales Prisma und Pyramide).

V. Monosymmetrisches (monoklines, monoklinoedrisches, klinorhombisches) System.

Die Formen werden so gestellt, daß die Symmetrieebene gerade auf den Beobachter gerichtet ist und vertikal steht; die zu dieser Ebene Senkrechte durch den Mittelpunkt ist die Orthoachse oder Orthodiagonale, die mit zwei in der Symmetrieebene gelegenen und durch deren Durchschnitt mit zwei senkrecht zu ihr stehenden Kristallflächen bestimmten Geraden zusammen das Koordinatensystem bildet. Von diesen letzten beiden Achsen, die miteinander einen dem Neigungswinkel jener Flächen gleichen Winkel bilden, wird die eine senkrecht gestellt (Vertikalachse), während die andre (Klinodiagonale) nach dem Beobachter sich hinneigt.

Kristallformen des monoklinen Systems.
Kristallformen des monoklinen Systems.

Pyramiden, Prismen, Domen und Fl√§chenpaare sind dann √§hnlich wie im rhombischen System zu bezeichnen, nur da√ü statt ¬Ľmakrodiagonal¬ę und ¬Ľbrachydiagonal¬ę die Adjektive ¬Ľorthodiagonal¬ę und ¬Ľklinodiagonal¬ę anzuwenden sind. Doch wird, dem Vorhandensein nur einer Symmetrieebene entsprechend, eine Pyramide hier nur aus vier Fl√§chen, ein Orthodoma nur aus zwei Fl√§chen bestehen, da, wie aus Fig. 32 u. 33 ersichtlich ist, nur je die H√§lfte der begrenzenden Pyramiden- und Orthodomenfl√§chen untereinander kongruent ist. Sie zerfallen demnach in zwei H√§lften (Hemipyramiden und Hemidomen, in den Figuren mit + und ‚Äď bezeichnet); in der Tat sind an den monoklinen Kristallen oft nur solche halbe Pyramiden und Domen entwickelt. Beispiele monoklin kristallisierender K√∂rper: Realgar, Gips, Epidot, Augit, Hornblende, Orthoklas; Eisenvitriol, Borax, Bleizucker. Fig. 34 zeigt eine von dem klinodiagonalen Fl√§chenpaar (Klinopinakoid), einer Hemipyramide und einer S√§ule gebildete Kombination des Gipses.

35. Trikline Pyramide.
35. Trikline Pyramide.

VI. Asymmetrisches (triklines, triklinoedrisches, klinorhomboidisches) System.

Jedes Fl√§chenpaar, d. h. jede Fl√§che und ihre Parallelfl√§che, ist in seinem Auftreten unabh√§ngig von allen √ľbrigen. Man w√§hlt drei Ebenen, die drei eine Ecke bildenden Kristallfl√§chen parallel verlaufen, zu Koordinatenebenen; ihre Schnittlinien sind dann die Achsen, von denen, wie im rhombischen System, eine beliebige vertikal gestellt wird (Vertikalachse), w√§hrend die beiden andern mit Bezug auf ein viertes, jene Achse in endlicher Entfernung schneidendes Fl√§chenpaar (Grundform) als Makrodiagonale und Brachydiagonale unterschieden werden. Da sich alle Fl√§chenpaare als einfache Formen darstellen, spricht man von Viertelspyramiden (Tetartopyramiden, in Fig. 35 mit 'P, P, P' und P, bezeichnet), von Hemibrachydomen, von Hemimakrodomen, von Hemiprismen. Beispiele triklin kristallisierender K√∂rper: Axinit, Albit, Oligoklas, Anorthit, Kupfervitriol.

Tabelle

Bei vielen kristallisierten Substanzen treten diejenigen Flächen, die an gleich gestalteten Kristallen anderer in demselben System kristallisierender Substanzen in bezug auf eine bestimmte Gattung oder Gruppe von Symmetrieebenen symmetrisch gelegen sind, in Gegensatz zueinander, derart daß sie sich zu zwei (korrelaten) spiegelbildlich gleichen Formen zusammensetzen, die sich wie zwei einfache Formen verhalten und in ihrem Auftreten nicht aneinander gebunden sind. Man nennt diese im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Vollflächnern (Holoedern, daher: Holoedrie) Halbflächner oder halbflächige (hemiedrische, daher: Hemiedrie) Gestalten.

Tabelle

Auch Halbfl√§chner der Hemieder treten an manchen Substanzen auf und werden dann als Viertelfl√§chner (Tetartoeder, daher: Tetartoedrie) bezeichnet. Diejenigen korrelaten (komplement√§ren) Teilfl√§chner oder Meroeder (daher: Meroedrie), die keine Symmetrieebene mehr besitzen, also nur spiegelbildlich gleich, aber nicht mehr kongruent sind, werden enantiomorph genannt. So viel Gattungen von Symmetrieebenen in einem Kristallsystem vorkommen, und so viel verschiedene Gruppen dieser Gattungen gebildet werden k√∂nnen, in so viel verschiedene Arten von Hemiedern kann ein Holoeder zerfallen. So k√∂nnen im regul√§ren System aus einem Holoeder je zwei Hemieder entstehen: 1) durch Zerfall nach den drei untereinander gleichen Hauptsymmetrieebenen (tetraedrische oder geneigtfl√§chige Hemiedrie); das Oktaeder, Fig. 36, bei dem der Gegensatz nach diesen Hauptsymmetrieebenen durch die Schraffierung angedeutet ist, liefert zwei korrelate, durch ihre Stellung voneinander unterschiedene Formen, die beiden in Fig. 37 und 38 in ihrer richtigen Stellung gegeneinander gezeichneten Tetraeder; 2) durch Zerfall nach den sechs untereinander gleichen Nebensymmetrieebenen (pentagonale oder parallelfl√§chige Hemiedrie): aus dem Pyramidenw√ľrfel (Fig. 39) entstehen alsdann die beiden in Fig. 40 und 41 dargestellten korrelaten Pentagondodekaeder; und 3) durch Zerfall nach den beiden Arten von Symmetrieebenen, also nach allen √ľberhaupt vorhandenen Symmetrieebenen (plagiedrische Hemiedrie): alsdann ergibt das Hexakisoktaeder zwei korrelate, von je 24 F√ľnfecken (Pentagonen) begrenzte, enantiomorphe Formen (Pentagonikositetraeder, Gyroeder, Plagieder), von denen die eine in Fig. 46 (S. 706) dargestellt ist. Wir f√ľgen einige Abbildungen auf √§hnliche Weise ableitbarer Hemieder samt der Angabe ihrer holoedrischen Stammgestalten bei.

Tabelle

Kristallisiert eine Substanz hemiedrisch, so geh√∂ren (nach dem Gesetz der Erhaltung der Symmetrie, s. oben) alle an ihren Kristallen auftretenden Formen derselben Art der Hemiedrie an. Viele Teilformen unterscheiden sich von den holoedrischen Formen, aus denen sie abgeleitet werden, nur in ihrem physikalischen, nicht aber in ihrem geometrischen Verhalten; so sind z. B. die H√§lftformen des W√ľrfels im regul√§ren System dem holoedrischen W√ľrfel in ihrer Gestalt zwar gleich, nicht aber in ihrem physikalischen Verhalten. Letzteres ist auch verschieden, je nachdem der W√ľrfel der tetraedrischen, der pentagonalen oder der plagiedrischen Hemiedrie zugeh√∂rt. Bei einigen Substanzen sind infolge der Meroedrie, der sie unterliegen, die beiden an derselben Symmetrieachse gelegenen Enden der Kristalle verschieden (polar) entwickelt. So tritt in der hexagonalen Kombination des Turmalins (Fig. 54) von der Basis nur eine Fl√§che am untern Ende auf, w√§hrend das obere rhomboedrisch entwickelt ist. An dem rhombischen Kieselzinkerzkristall (Fig. 55) ist, abgesehen von sonstigen Verschiedenheiten, nur eine Basisfl√§che am obern Ende entwickelt, w√§hrend ihre Parallelfl√§che am untern Ende fehlt. Diese hemiedrische Erscheinung f√ľhrt auch wohl den Namen der Hemimorphie. Weitere Beispiele hemiedrischer Entwickelung sind der Eisenkies (Pyrit), welcher der pentagonalen (pyritoedrischen) Hemiedrie des regul√§ren Systems angeh√∂rt und h√§ufig Kombinationen eines Pentagondodekaeders (des sogen. Pyritoeders) mit dem Oktaeder, wie in den Fig. 56 u. 57, zeigt, dann der Kalkspat und das Rotgiltigerz, die in der durch Rhomboeder erster Ordnung (wie Fig. 50, 51 u. 52) und Skalenoeder (Fig. 53) charakterisierten rhomboedrischen Hemiedrie des hexagonalen Systems kristallisieren, und von denen das erste Mineral h√§ufig die Kombination des Prismas erster Ordnung mit einem flachen Rhomboeder, wie in Fig. 58, das zweite die Kombination des Prismas zweiter Ordnung mit einem steilern Rhomboeder, wie in Fig. 59, aufweist.

Tabelle

Mehrere Kristalle, seien es einfache Formen oder Kombinationen, k√∂nnen unregelm√§√üig, aber auch gesetzm√§√üig verwachsen sein. Je nach der Zahl der gesetzm√§√üig verbundenen Einzelkristalle spricht man von Zwillingen, Drillingen, Vierlingen oder Doppelzwillingen etc., auch wohl von ¬Ľfortgesetzter Zwillingsbildung¬ę und ¬Ľpolysynthetischen Kristallen¬ę. Die Gesetzm√§√üigkeit der Verwachsung besteht in der Regel darin, da√ü die Fl√§che, nach der sich die Verwachsung so vollzogen hat, da√ü die miteinander verbundenen Kristalle symmetrisch zu dieser Fl√§che gelegen sind (Zwillingsebene), bei den in Betracht kommenden Kristallen die gleiche Lage in bezug auf die Achsen hat und einer Kristallfl√§che, aber keiner Symmetrieebene, parallel geht.

Tabelle

So sind in Fig. 60 zwei Oktaeder, beide stark verk√ľrzt, nach einer Oktaederfl√§che miteinander verwachsen (Magneteisen, Spinell), in Fig. 61 zwei Kristalle der oben (vgl. Fig. 34) erw√§hnten Gipskombination mit einer Fl√§che des orthodiagonalen Pinakoids. Weil man sich derartige Zwillinge auch so vorstellen kann, als ob ein K. nach der Verwachsungsfl√§che halbiert und die beiden H√§lften dann um 180¬į gegeneinander gedreht w√§ren, nennt man solche Zwillinge auch Hemitropien. Die ebengenannten Beispiele stellen sogen. Ber√ľhrungs- oder Juxtapositionszwillinge dar, d. h. die beiden Kristalle ber√ľhren sich nur, w√§hrend Fig. 62 (sogen. eisernes Kreuz, beim Eisenkies) und Fig. 63 (Fahlerz) Penetrations- oder Durchdringungszwillinge (Durchwachsungszwillinge) sind, der erstere aus zwei Pentagondodekaedern, der letztere aus zwei Tetraedern zusammengesetzt (vgl. auch die Abbildungen der Zwillingsverwachsungen bei Harmotom und Staurolith). Zuweilen entstehen bei hemiedrisch kristallisierenden K√∂rpern infolge der Zwillingsbildung Gestalten, die den Holoedern durchaus gleichen und erst bei n√§herer Untersuchung sich als Zwillinge (Erg√§nzungszwillinge) erweisen. Auch kann zuweilen ein K. von durchaus einheitlichem Ansehen aus sehr vielen kleinen zwillingsartig verwachsenen Krist√§llchen (Subindividuen) bestehen, die oft einem ganz andern Kristallsystem angeh√∂ren, als dasjenige ist, dem die gro√üe Form auf Grund von blo√üen Kristallmessungen zugez√§hlt worden ist; man hat solche polysynthetische Kristalle mimetische genannt, begreift aber unter dieser Bezeichnung zuweilen auch die pseudosymmetrischen Kristalle, wie Biotit, Carnallit etc., die in ihren Formen einen h√∂hern Grad von Symmetrie andeuten, als er ihnen auf Grund genauerer, besonders physikalischer Untersuchungen zukommt.

Zwillinge.
Zwillinge.

So ist der Mikroklin, dessen Kristalle monoklin erscheinen, ein mimetischer K., der in Wirklichkeit asymmetrisch ist; durch wiederholte, äußerst seine polysynthetische Zwillingsbildung ahmt er die monokline Symmetrie so täuschend nach, daß er erst auf Grund mikroskopischer und optischer Untersuchung als triklin erkannt werden kann.

Der Morphologie der Kristalle (Kristallographie im engern Sinne) wird die Betrachtung der physikalischen (Kristallophysik) und der chemischen Eigenschaften der Kristalle (Kristallochemie) angereiht. Zwischen den morphologischen und physikalischen Eigenschaften der Kristalle bestehen sehr enge Beziehungen, indem jede geometrische Symmetrieebene auch eine solche in physikalischer Beziehung ist. Besonders kommen diese Beziehungen zum Ausdruck in der Spaltbarkeit (s. d. und Mineralien), dann in dem Verhalten zu ausl√∂senden Reagenzien (s. √Ątzfiguren) und in den optischen (s. Kristalloptik), thermischen und elektrischen Eigenschaften der Kristalle. Was die letztern anlangt, so sind die Kristalle entweder schlechte oder gute Leiter. Die erstern, wie Quarz, Schwefel etc., k√∂nnen durch Reiben, Spalten, Pressen und Zerrei√üen, besonders aber durch Erw√§rmen oder Abk√ľhlen (Pyroelektrizit√§t, s. d.) elektrisch erregt werden. Die Verteilung der positiven und negativen Elektrizit√§t erfolgt dann, wenn die K. frei von st√∂renden Spr√ľngen, Rissen und Einschl√ľssen sind, ganz im Sinn ihrer Symmetrie. An den Enden gleichwertiger Symmetrieachsen entsteht gleiche (entweder positive oder negative) Elektrizit√§t, seitlich dazu entgegengesetzte; die beiden Enden der polaren (hemimorphen) Symmetrieachsen zeigen entgegengesetzte Elektrizit√§t. Dabei zeigt sich die Eigent√ľmlichkeit, da√ü dasjenige Ende des Kristalls, das beim Erw√§rmen positiv wird (G. Rose nannte es das analoge), beim Abk√ľhlen negativ, und umgekehrt, da√ü das beim Erw√§rmen negative (antiloge) Ende beim Abk√ľhlen positiv wird. Wird der durch Temperaturwechsel (Erw√§rmen oder Abk√ľhlen) elektrisch erregte K. mit einem Gemenge von seinem Schwefel- und Mennigepulver best√§ubt, so bleiben die durch die Bewegung negativ erregten Schwefelk√∂rnchen an den positiv elektrischen Teilen des Kristalls haften und f√§rben diese gelb, w√§hrend das rote, positiv erregte Mennigepulver die negativ elektrischen Stellen des Kristalls bedeckt. Auf diese Weise gelingt es bei vielen Kristallen (z. B. beim Quarz), den feinern Bau (Zwillingsverwachsungen) kennen zu lernen, ohne sie irgendwie zu verletzen. Auch die Leitungsf√§higkeit der Kristalle entspricht der ihnen eignen Symmetrie; sie ist in gleichwertigen Richtungen dieselbe, in ungleichen verschieden; die Unterschiede in den kristallographisch verschiedenen Richtungen sind aber im allgemeinen nur gering. Chemisch-isomere und physikalisch-allotrope K√∂rper haben eine sehr verschiedene Leitungsf√§higkeit, w√§hrend isomorphe Verbindungen sich untereinander nur wenig unterscheiden. Bei den bin√§ren Verbindungen, deren elektronegativer Bestandteil ein Element der sechsten Reihe des periodischen Systems (Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur) ist, steigt die Leitungsf√§higkeit mit dem Atomgewicht dieses Bestandteils; aber gerade entgegengesetzt ist das Verhalten derjenigen bin√§ren Verbindungen, deren elektronegativer Bestandteil ein Element der siebenten Reihe des periodischen Systems (Fluor, Chlor, Brom, Jod) ist. Es steigt also die Leitungsf√§higkeit in der Reihe Oxyde, Sulfide, Selenide und Telluride ein und desselben Metalls bei gleichem Bau, w√§hrend in der Reihe der Fluoride, Chloride, Bromide und Jodide desselben Metalls der Widerstand geringer wird. Zu den Leitern geh√∂ren die Metalle, Legierungen, einzelne Metalloide, die Mehrzahl der Sulfide, Telluride, Selenide, Bismutide, Arsenide und Stibide, ein Teil der Oxyde und einzelne Haloide (letztere erst bei h√∂herer Temperatur), zu den Isolatoren z√§hlen die meisten Metalloide, einzelne Sulfide, der gr√∂√üte Teil der Oxyde, fast alle Haloide und alle Sulfo- und Oxysalze.

Bez√ľglich der thermischen Eigenschaften sei erw√§hnt, da√ü die regul√§ren Kristalle bei Erw√§rmung sich nach allen Richtungen gleichm√§√üig ausdehnen und also keine Ver√§nderung ihrer Gestalt erleiden, w√§hrend bei den Kristallen der √ľbrigen Systeme die Ausdehnung ungleichm√§√üig ist und demgem√§√ü bei diesen eine √Ąnderung der Kantenwinkel eintritt; die kristallographischen Elemente der Grundform sind also (innerhalb gewisser Grenzen) abh√§ngig von der Temperatur. Dagegen bleibt die Symmetrie der Kristalle bei Temperatur√§nderung stets dieselbe, und ebenso bleiben parallele Fl√§chen stets parallel, auch parallele Kanten stets untereinander parallel; ebenso bleibt die Beziehung der Formen zu der Grundform durch dieselben rationalen Zahlen ausdr√ľckbar (Gesetz der Erhaltung der Symmetrie und der Zonen).

Die Beziehungen zwischen den morphologischen Eigenschaften und der chemischen Zusammensetzung der Kristalle √§u√üern sich einmal in der Tatsache, da√ü einer Substanz von bestimmter chemischer Zusammensetzung auch eine bestimmte Kristallreihe, durch die kristallographischen Elemente ihrer Grundform vor allen andern wohl unterschieden, zukommt, dann in der Erscheinung der Isomorphie (s. d.), Morphotropie (s. d.) und Isodimorphie (vgl. Heteromorphie). Vgl. Artikel ¬ĽMineralien¬ę und √ľber Geschichte und Literatur der Kristallographie Art. ¬ĽMineralogie¬ę. √úber Afterkristalle s. Pseudomorphosen; √ľber fl√ľssige Kristalle s. Kristalle, fl√ľssige; vgl. auch Mischkristalle.


http://www.zeno.org/Meyers-1905. 1905‚Äď1909.

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