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Kristall


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Der Begriff Kristall stammt ursprünglich von dem griechischen Wort = Eis ab. Bei dem bereits im Griechenland betriebenen Bergbau wurden wahrscheinlich Quarz -Kristalle entdeckt die für nicht geschmolzenes Eis gehalten wurden. Daher stammt die Bezeichnung die sich im Laufe der Zeit zu gewandelt hat.

Ein Kristall ist ein anisotroper homogener Körper der aus einer dreidimensionale periodisch angeordneten Struktureinheit besteht. Festkörper ohne eine Ordnung nennt man Glas oder Polykristall. Daneben gibt es noch die zwar wohlgeordnet sind jedoch weder Rotationssymmetrie Translationssymmetrie besitzen müssen und aus mehreren unterschiedlichen aufgebaut sind.

Ein Kristall entsteht wenn die Temperatur flüssigen Materie genügend langsam unter den Schmelzpunkt sinkt und daraufhin die thermische Bewegung einzelnen Atome einen so geringen Wert annimmt sie untereinander Bindungen eingehen und sich so einem einheitlichen Gitter vereinigen können.

Ausgangspunkt für die Kristallbildung ist ein der bei sinkender Temperatur wächst. Existieren viele Kristallkeime oder setzt die Kristallisation an mehreren gleichzeitig ein so entsteht ein Polykristall. Sinkt Temperatur der Schmelze so schnell dass sich Atome nicht periodisch anordnen können so entsteht Glas.

Alle möglichen Kristallgitter lassen sich im der Gruppentheorie anhand ihrer Kristallsymmetrie in 230 Raumgruppen klassifizieren (siehe Kristallsystem ).

Die Regelmäßigkeit im Inneren spiegelt sich auch in der makroskopischen Geometrie wieder. So zum Beispiel Eiskristalle sechseckig während Kochsalzkristalle würfelförmig sind.

Kristalle haben eine höhere Dichte als ihre amorphen Gegenstücke. Sie sind aber auch spröder.

Viele Schmucksteine sind besonders schöne und große Kristalle verschiedenen Mineralien . Der Bergkristall ist eine farblose Variante des Quarz-Kristalls violette Variante ist der Amethyst . Der Diamant ist eine kristalline Form des Kohlenstoff und das härteste natürlich vorkommende Mineral . Auch Silizium kristallisiert im Diamantgitter. Es ist wohl Zeit der Stoff der am häufigsten in Mengen einkristallin verwendet wird ( Halbleitertechnik ).

Reale Kristalle enthalten immer auch Verunreinigungen Weiter weisen sie aus thermodynamischen Gründen Kristallfehler auf wobei z.B. Positionen Gitter unbesetzt bleiben können ( Leerstellen ) oder sich Atome oder (seltener) Moleküle irregulären Positionen (Lücke) des Gitters aufhalten (Zwischengitteratom -molekül). Oder Fremdatome bzw. -moleküle besetzen Kristallgitterplätze sitzen im Zwischengitter.

Das Verhalten von Licht in Kristallen wird durch die Kristalloptik beschrieben. Periodische dielektrische Stukturen so genannte Photonische Kristalle zeigen neuartige optische Eigenschaften.

Siehe auch: Einkristall Kristallographie Flüssigkristall Glas

Literatur

  • Ashcroft Neil W.: Festkörperphysik München Wien: Oldenbourg-Verlag ISBN 3486248340
  • Charles Kittel: Einführung in die Festkörperphysik Oldenbourg ISBN 3486272195
  • Konrad Kopitzki Peter Herzog: Einführung in die Teubner Stuttgart 1989 2. Auflage ISBN 3519330830

Weblinks



Bücher zum Thema Kristall

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