Сингонии (системы) и виды симметрии (классы) кристаллов

Сингонии (системы) и виды симметрии (классы) кристаллов

Кристаллы группируются в сингонии (системы), которые легко определить по характерным для них элементам симметрии. В Великобритании (как и в Советском Союзе.— Перев.) принято выделять семь таких сингоний.
;.
Триклинная сингония включает все кристаллы, не имеющие ни осей, ни плоскостей симметрии.
Моноклинная сингония включает все крйсталлы, имеющие одну двойную ось или одну плоскость симметрии.
!.
Ромбическая сингония включает все кристаллы, имеющие три взаимно перпендикулярные двойные оси (или их эквиваленты).
. Тригональная сингония включает все кристаллы, имеющие одну тройную ось.
Гексагональная сингония включает все кристаллы, имеющие одну гексагональную ось (ось 6-го порядка).
Тетрагональная сингония включает все кристаллы, имеющие одну четверную (тетрагональную) ось (ось 4-го порядка).
Кубическая (правильная, изометрическая) сингония включает все кристаллы, имеющие четыре тройные и три четверные оси. Тройные оси параллельны диагоналям куба и наклонены одна к другой под углом 70°32.
(Иногда тригональная сингония считается частью гексагональной сингонии, так что в этом случае насчитывается всего шесть различных сингоний.).
Кристаллы различных сингоний (систем) в свою очередь делятся на виды (классы) симметрии по совокупности элементов симметрии, которые дополняют характерные элементы сингонии, указанные выше. Существует 32 вида симметрии, но многие из них имеют очень небольшое значение и редко встречаются среди ми-
неральных образований. В каждой сингонии подавляющее чис-,ло известных представителей обнаруживает степень симметрий! максимально возможную для данной сингонии: они принадлежат к так называемому голоэдрическому виду симметрии данной сингонии. Здесь нам необходимо упомянуть все голоэдрические и только несколько других видов симметрии, в которые попадают важнейшие драгоценные минералы.
I. Триклннная сингония. Голоэдрический класа пинако-идальный. Единственный элемент симметрии — центр симметрии. Общая форма — пинакоид; поскольку каждая форма состоит
Рис. 22. Кристалл топаза.
Рис, 23. Ромбоэдр,.
из пары параллельных граней, в реальных кристаллах должно существовать не меньше трех таких форм. Этот вид симметрии выражен в плагиоклазах, кианите и родоните.
II.
Моноклинная сингония. Голоэдрический класс, призматический. Элементы симметрии: 1 двойная ось, 1 плоскость (под прямым углом к оси) и центр симметрии.
Особые формы — различные виды пинакоидов, общая форма — призма. Примерно половина всех известных кристаллических веществ относится к этому классу, а среди ювелирных материалов — ортоклаз (рис. 3), сподумен, эвклаз, сфен и эпидот (рис. 20).
III.
Ромбическая сингония. Голоэдрический класс: ромбоби-пирамидальный. Элементы симметрии: 3 взаимно перпендикулярные двойные оси, 3 плоскости (под прямым углом к осям) и центр симметрии.
Особые формы — пинакоиды и призмы; общая форма — бипирамида. По значению этот класс занимает второе меето. К нему принадлежат топаз (рис. 22), оливин и хризоберилл, а также менее известные минералы: андалузит, кордиерит, бериллонит, гам-бергит, данбурит, брукит, фибролит, корнерупин, энетатит и цоизит.
IV.
Тетрагональная сингония. Голоэдрический класа дитетра-гон-бипирамидальный. Элементы симметрии: 1 тетрагональная ось и 4 двойные оси, перпендикулярные ей, 5 плоскостей симметрии (иод прямым углом ко всем осям) и центр симметрии.
Имеется большое количество особых форм; произвольно расположенная грань повторяется в виде четырех пар граней вокруг четверной оси, а они отражаются симметрично в нижней части кристалла, образуя, таким образом, дитетрагональную бипирамиду. Примерами минералов этого класса служат циркон (рис. 2), касситерит и везувиан.
Тетрагон-бипирамидалышй класс. Элементы симметрии: 1 тетрагональная ось, 1 плоскость (под прямым углом к оси) и центр симметрии.
Особые формы — пинакоид (развивающийся из граней, расположенных под прямым углом к оси 4-го порядка) и тетрагональные призмы (из граней, параллельных этой оси); общая форма в этом случае — 8-гранная тетрагональная бипирамида без тех плоскостей симметрии, проходящих через тетрагональную ось, которые создают дитетрагональную симметрию и характерны для голоэдрии. К этому классу относится скаполит, которому иногда придают огранку драгоценного камня.
V.
Гексагональная сингония. Голоэдрический класса дигекса-гон-бипирамидальный. Элементы симметрии: 1 гексагональная ось, 6 двойных осей (под прямым углом к оси 6-го порядка), 7 плоскостей симметрии и центр симметрии.
Этот класс — гексагональный аналог голоэдрического класса тетрагональной сингонии. Среди особых форм фигурируют пина-коиды, призмы и гексагональные бипирамиды; общая форма имеет 6 пар граней, симметрично повторяющихся, что приводит к образованию дигексагональной бипирамиды. Выдающимся представителем этого класса является берилл.
Гексагон-бипирамидалъный класс. Элементы симметрии: 1 ось 6-го порядка, 1 плоскость (под прямым углом к оси) и центр симметрии.
Примером минералов этого класса служит, как уже указывалось, апатит (рис. 18).
VI.
Тригональная сингония. Голоэдрический класс: дитригон-скаленоэдрический. Элементы симметрии: 1 тройная ось, 3 двойные оси, перпендикулярные тройной оси, 3 плоскости (под прямым углом к двойным осям) и центр симметрии.
Имеется ряд особых форм, в том числе ромбоэдры (рис. 23). Общая форма, в которой отсутствует горизонтальная плоскость симметрии,— скаленоэдр, а не бипирамида; его название происходит от слова scalene (разносторонний, косой) — по облику неравносторонних треугольных граней (рис. 24). Примеры минералов этого класса — корунд, кальцит и гематит.
Дитригон-пирамидалъный класс. Элементы симметрии: 1 тройная ось и 3 пересекающиеся по ней плоскости.
Особые формы включают как тригональные, так и гексагональные призмы, так что кристаллы могут иметь поперечное сечение в виде равностороннего треугольника. В них нет центра симметрии, общая форма — пирамида (но не бипирамида). Разные концы кристалла имеют различную симметрию. Наиболее наглядным примером минералов этого класса является турмалин (рис. £).
Трйгон-Шрапецоэдрический класс. Элементы симметрии: 1 тройная ось и 3 двойные оси, перпендикулярные тройной оси.
Плоскостей симметрии нет, и в кристаллах этого класса проявляется энантиоморфизм: их общие формы имеют правую и левую модификации, зеркально-симметричные и нееовмещающиеся. К этому классу относится Кварц (рис. 11), обладающий удивительным свойством вращения плоскости поляризации (впервые открытым Араго); это свойство характерно для кристаллов, Лишенных плоскостей симметрии.
Дитригон-бипирамидалъный класс. Элементы симметрии: 1 тройная ось; 3 двойные оси под прямым углом к ней; 3 плоскости, каждая из которых содержит тройную ось и одну из двойных осей, и 1 плоскость, перпендикулярная тройной оси.
Единственным представителем этого класса среди минералов является редкий драгоценный бенитоит.
Ромбоэдрический класс. Элементы симметрии: 1 тройная ось и центр симметрии.
Особые формы: пинакоиды и гексагональные призмы. Общая форма — ромбоэдр. К этому классу относятся фенакит, диоп-таз и виллемит.
VII. Кубическая сингония. Голоэдрический класс: сорокавось-мигранники. Элементы симметрии: 3 оси 4-го порядка, 4 тройные оси, 6 двойных осей; 3 плоскости, расположенные под прямым углом к осям 4-го порядка; 6 других плоскостей (перпендикулярных двойным осям), центр симметрии.
Из особых форм для всех видов симметрии кубической сингонии типичны куб и ромбододекаэдр. Среди других особых форм
этого класса — октаэдр (рис. 25), преломленный куб (рис. 26), икоситетраэдры и преломленный октаэдр (рис. 27). В кристаллах алмаза иногда четко видна 48-гранная общая форма (сорока-восьмигранник) (рис. 28). Другими примерами минералов этого класса служат гранат, шпинель и флюорит.
Дидодекаэдрический класс. Элементы симметрии: 3 двойные оси, 4 тройные оси, 3 плоскости (под прямым углом к двойным осям) и центр симметрии.
Характерная особая форма — пентагон-додекаэдр (рис. 29), иногда называемый пиритоэдром, так как он часто хорошо выражен в пирите — одном из главных представителей этого класса.
Класс тетраэдра. Элементы симметрии: 3 двойные оси, 4 тройные оси, 6 плоскостей.
Центра симметрии нет, характерная особая форма — тетраэдр (рис. 5), Примером минералов этого класса служит сфалерит.

Who's Online

Сейчас 12 гостей онлайн