Gitterzelle

Die Gitterzelle, oft einfach Gitterzelle genannt, ist die kleinste sich wiederholende Einheit eines Kristallgitters. Durch Translationen der Zelle entlang ihrer Gittervektoren erzeugt man das gesamte Kristallgitter. In einer Gitterzelle kann mehr als ein Atom positioniert sein; die Anordnung der Atome an jedem Gitterpunkt wird als Basis bezeichnet. Damit ergibt sich das Prinzip: Gitterstrukur = Gitter (Anordnung der Punkte) plus Basis (Atomengruppe an jedem Punkt).

Eine Gitterzelle wird durch drei Vektoren a, b und c beschrieben, die die Kanten der Zelle definieren, sowie durch die Winkel α, β und γ zwischen ihnen. Das Zellenvolumen ergibt sich aus dem Spannen der Vektoren. Es gibt primitive Zellen, die genau einen Gitterpunkt enthalten, sowie konventionelle Zellen, die durch Symmetrie oft mehrere Gitterpunkte umfassen, um die Kristallsymmetrie übersichtlich abzubilden.

In der Kristallografie spielen die Bravais-Gittertypen eine zentrale Rolle: Es gibt 14 verschiedene Bravais-Gittertypen, die in sieben Kristallsysteme gruppiert sind (kubisch, tetragonal, orthorhombisch, rhomboedrisch/trigonal, hexagonal, monoklin, triklin). Diese Systematik beschreibt, wie Gitterpunkte im Raum angeordnet sind und welche Symmetrien zulässig sind.

Die Gitterzelle dient als Grundlage zur Bestimmung von Strukturparametern, Dichte sowie räumlicher Anordnung der Atome. Ihre Parameter (a, b, c, α, β, γ) lassen sich aus Beugungsmustern ableiten, weshalb die Gitterzelle ein zentrales Konzept in Kristallographie, Mineralogie und Festkörperchemie ist.