Kristallelement

Kristallelement ist ein Begriff aus der Kristallographie und Mineralogie. Es bezeichnet das kleinste, periodisch wiederkehrende Bauelement eines Kristallgitters, das durch Translationsvektoren des Gitters und durch die Symmetrieoperationen der Raumgruppe so auf das Gitter angewendet wird, dass der gesamte Kristall entsteht. In vielen Fällen entspricht das Kristallelement dem asymmetrischen Motiv, also dem kleinsten Motiv, aus dem die gesamte Struktur durch Symmetrieoperationen abgeleitet wird.

Der Begriff ist nicht in allen Fachbüchern standardisiert. Häufig wird das Kristallelement gleichbedeutend mit dem asymmetrischen Motiv oder mit dem Motif verwendet. In strengeren Beschreibungen spricht man von asymmetrischer Einheit, Motif oder Wyckoff-Positionen. Das Kristallelement kann kleiner oder gleich dem kleinsten durch Symmetrieoperationen erzeugten Baustein sein; in hochsymmetrischen Kristallen kann es erheblich kleiner sein als die gesamte Einheitszelle.

Bestimmung und Anwendungen: Durch Kristallstrukturanalysen, etwa Röntgen- oder Neutronenbeugung, erhält man die Atomsorten, deren Positionen und die zugehörigen Symmetrieoperationen. Aus dem asymmetrischen Motiv bzw. dem Kristallelement werden dann die vollständigen Kristallpositionen durch die Raumgruppe erzeugt. In der Materialwissenschaft dient das Verständnis des Kristallelements der Modellierung von Eigenschaften wie Dichte, Verzerrungen und Diffusionsprozessen.

Verbreitung und Klarheit: Da der Begriff in der modernen Kristallographie selten als eigenständiger Term verwendet wird, kann er zu Missverständnissen führen. Fachliteratur empfiehlt daher, präzise Begriffe zu verwenden: asymmetrische Einheit, Motif, Wyckoff-Positionen sowie Translations- und Symmetrieoperationen. Das Ziel ist, die Wiederholungseinheiten des Kristallgitters eindeutig zu definieren.