تعريف بلورات المعادن

2009 الموسوعة العلمية للصخور والمعادن

KFAS

بلورات المعادن علوم الأرض والجيولوجيا

مع أن البلورات المعدنية التي توجد في الأرض غالباً ما تكون مكتنزة ، فهي نادراً ما تكون ذات أشكال هندسية متناسقة جميلة كالتي نراها في الرسومات. ومع ذلك، تنمو البلورات بطرق معيّنة ولها أشكال متماثلة خاصة.

تنمو البلورات المعدنية جميعها من كل بنائية ضئيلة لا تُحصى تسمى وحدات خلايا (unit cells).

تكون كل وحدة خلية من المعدن ذات ترتيب متطابق من الذرات ، والطريقة التي تتحد بها هذه الخلايا المتطابقة هي التي تعطي البلورةَ شكلها.

وعلى سبيل المثال، عندما نفكك بلورات ملح مكعب الشكل نجد أنها تتفكك إلى حبيبات مكعبة، وتتفكك الحبيبات إلى وحدات خلايا مكعبة ضئيلة.

تتكدس وحدات الخلايا في البلورات معاً لتشكّل "شبكة ذرّية"   (atomic lattice) ، وهي إطار داخلي متناسق. وهذا هو ما يمنح البلورة شكلها الهندسي الأساسي أو تماثلها  (symmetry).

 

تكون كل البلورات متماثلة بطريقة أو بأخرى ويصنّفها علماء البلورات وفقاً لآسلوب تماثلها.

فهناك ستة أنظمة بلورية أساسية، لكل منها شكله ذو الخصائص المميزة، وقسم كذلك إلى فئات (طوائف ،classes ).

والنظام الأكثر تماثلاً والبسيط هو النظام المتساوي الأبعاد (isometric) أو المكعب الشكل (cubic).

أما الخمسة الأخرى مرتبةً بالتماثل التنازلي فهي: النظام السداسي hexagonal (ويشمل الثلاثي trigonal) ، الرّباعي tetragonal، المعيني القائم orthorhombic ، الأحادي الميل monoclinic والثلاثي الميل triclinic. تظهر البلورات في كل نظام بعدة "شكال" مختلفة.

 

يمكن وصف تماثل البلورة بطرق شتى. ترتبط إحدى هذه الطرق بالتماثل المحوري. و"محور التماثل " (axis of symmetry) هو خط وهمي يُرسم عبر مركز البلورة من منتصف الأوجه المتقابلة .

وعند قلب البلورة حول أحد محاور تماثلها نجد أنها تبدو على نفس الشكل دائماً. والمكعبات هي الأكثر تماثلاً بين الأشكال كلها؛ ويمكننا أن نرسم خط تماثل عبر مكعب بثلاث عشرة طريقة .

والطريقة الأخرى لمعرفة التماثل تكون في الصور المستوية أو المنعكسة . فإذا قمنا بقطع شريحة من البلورة على طول سطح مستوى معيّن فإن كل نصف يكوّن صورة منعكسة للنصف الأخر.

للمكعب الكامل أو الصحيح تسعة من سطوح التماثل ، مما يعني أن هناك تسع طرق لتقطيعها أنصافاً لعمل أزواج متطابقة. فبينما نقلّب البلورة ، تظهر الصورة  المتطابقة مرتين أو ثلاث أو أربع أو ست مرات ، ويعتمد ذلك على النظام . وعلى سبيل المثال، قد يجب قلب بلورة  بلاطية الشكل 180 درجة حتى تعطي صورة مطابقة.

 

 ُعرف البلورة بذلك أنها ذات تماثل ثنائي الأوجة ( two – fold symmetry) . يحتاج المكعب إلى أن يُقلب 90 درجة ليعطي صورة مطابقة ، وبذلك يكون ذا تماثل رباعي الأوجه . أما الشكل السداسي فعليه أن يُدار 60درجة ، وبذلك يكون ذا تماثل سداسي الأوجه .

تُعد الزوايا بين الأوجه من السمات الحاسمة في كل البلورات . وهي دائماً متشابهة لكل معدن ، وتسمى هذه الميزة قانون ثبات الزاوية ( Law of Constancy of Angle ) . ويعوّل للغاية على هذه الميزة بحيث يمكننا استخدام الزاوية بين الأوجه للتعرف على المعدن.

يقيس علماء المعادن هذه الميزة بواسطة أداة تسمى المِنقَل أو مقياس الزوايا ( ganiometer ) ، ولكن يمكننا صناعة أداة منزلية باستخدام المنقلة ومسطرة شفافة 

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]