Souvislost struktury a morfologie krystalů

Morfologická symetrie krystalů je odvozena ze symetrie strukturní. Kvůli nepatrné velikosti translací (řádově 10^–10 m) v otevřených prvcích symetrie se 230 prostorových grup, jimiž je popsána symetrie krystalových struktur, redukuje na 32 bodových grup, jimiž se řídí morfologická symetrie krystalů. Morfologická symetrie tedy zjednodušeně odráží symetrii struktury. Typ (převládající krystalový tvar) a habitus (celkový geometrický tvar) krystalů každého minerálu je ale závislý na řadě dalších faktorů:

Závislost typu krystalů na retikulární hustotě osnov mřížkových rovin

Typ krystalů každé látky je závislý mimo jiné na retikulární hustotě osnov mřížkových rovin. Nachází-li se částice uvnitř krystalu, je její vazebná energie rozložena do všech směrů a kompenzována vazbami s okolními částicemi. Nachází-li se ale částice na povrchu krystalu, směřuje část její vazebné energie ven z krystalu (tzv. volná povrchová energie). Čím má částice méně volné povrchové energie, tím má menší tendenci vázat na sebe další částice. V rovinách s větší retikulární hustotu jsou částice spojeny kratšími (pevnějšími) vazbami než v rovinách s menší retikulární hustotou a mají proto menší volnou povrchovou energii a tedy menší “snahu” vázat na sebe další částice. Proto plochy s největší retikulární hustotou (nejnižší volnou povrchovou energií) rostou nejpomaleji, takže krystal má tendenci omezit se právě jimi (obr. 3.20 a 3.21).

Například u kubických krystalů s primitivní buňkou má nejvyšší retikulární hustotu osnova 100, u kubických krystalů s buňkou I je to osnova 110 a u kubických krystalů s buňkou F osnova 111. (obr. 3.22). Proto je nejčastějším tvarem na krystalech např. pyritu (prostorová grupa Pa3) krychle {100}, u granátů (Ia3d) rombododekaedr {110}, u spinelidů (Fd3m) oktaedr {111}.

Příkladem závislosti typu krystalů na přítomnosti šroubových os a skluzových rovin v bodové grupě budiž křemen, trigonální SiO₂. Translace v šroubových osách 3₁ resp. 3₂ ve směru vertikály c (obr. 3.16) výrazně snižují retikulární hustotu osnovy 0001 (na 1/3 ve srovnání s trigyrou). Z toho důvodu se pinakoid {0001} na krystalech křemene objevuje jen zcela výjimečně. Podobně ovlivňují pravděpodobnost výskytu tvarů skluzové roviny.

Závislost typu krystalů na vektorech vazebných řetězců

Vedle retikulární hustoty osnov má pro pravděpodobnost výskytu ploch na krystalech zásadní význam průběh vektorů vazebných řetězců. Ty probíhají ve směrech, ve kterých leží nejkratší, tedy nejpevnější vazby v krystalové struktuře. Na krystalech jsou nejčastější plochy rovnoběžné se dvěma vazebnými řetězci, méně časté plochy rovnoběžné s jedním vazebným řetězcem a nejméně časté plochy bez významných vazebných řetězců (obr. 3.23). Např. na krystalech halitu (kubický NaCl, buňka F) je nejčastějším tvarem krychle, protože významné vektory vazebných řetězců probíhají rovnoběžně s hranami krychle a ve směrech uhlopříček ploch krychle.

Závislost habitu krystalů na rozměrech základní buňky

Habitus krystalů je do jisté míry dán rozměry základní buňky krystalové mřížky – často lze pozorovat protažení krystalu v tom směru, v němž je rozměr základní buňky nejmenší. Například krystaly minerálů ze skupiny turmalínů jsou nejčastěji protaženy podle osy c, protože v tomto směru je základní buňka jejich mřížky nejkratší, např. u skorylu: a = 15,99 Å, c = 7,20 Å. Jde opìt o projev tendence stavebních částic ukládat se tak, aby celek zaujímal co nejmenší objem a tím měl i nejmenší vnitřní energii. Proto se u turmalínu částice ukládají především ve směru vertikály, takže vznikají krystaly roste nejrychleji v tomto směru.

Závislost habitu a typu krystalů na podmínkách krystalizace

Habitus a typ krystalů je, vedle výše uvedených vlivů, ovlivňován rovněž podmínkami, za nichž krystal roste. U některých minerálů byla nalezena přímá závislost habitu a typu na teplotně–tlakových podmínkách, takže z tvaru krystalů je možno usuzovat na podmínky vzniku. Podobně byla u některých minerálů zjištěna závislost habitu a typu krystalů na složení krystalizačního prostředí nebo na rychlosti krystalizace (obr. 2.24).

další »»