Kristallklassen

Kristallklassen bezeichnet in der Kristallographie die Unterteilung von Kristallen nach der Art und dem Umfang ihrer Symmetrieoperationen, die das Kristallgitter unverändert lassen. Zu den relevanten Symmetrieelementen gehören Rotationsachsen, Spiegelungsebenen, das Inversionszentrum und zusammengesetzte Operationen wie Rotationsspiegelungen. Die Kristallklassen bilden die Punktgruppen, die die translationsfreien Symmetrien eines Kristalls beschreiben. Zusammen ergeben sich 32 Kristallklassen, die sich aus allen zulässigen Kombinationen dieser Symmetrieelemente ergeben. Die 32 Klassen lassen sich grob in sieben Kristallsysteme einteilen: triklin, monoclin, orthorhombisch, tetragonal, trigonal, hexagonal und kubisch; das Kristallsystem beschreibt allgemeine Formen und Parameter des Gitters, während die Kristallklasse die Feinstruktursymmetrie festlegt. In der Praxis werden zusätzlich Raumgruppen verwendet, die die translationsbezogenen Symmetrien integrieren; insgesamt ergeben sich damit 230 Raumgruppen.

Die Kristallklassen haben Auswirkungen auf physikalische Eigenschaften eines Kristalls. Sie bestimmen die optischen Eigenschaften wie Birefringenz und optische Achsen sowie die mechanische Anisotropie. Nicht-zentrosymmetrische Klassen können piezoelektrische oder elektro-optische Effekte zulassen, während centrosymmetrische Klassen diese Effekte in der Regel ausschließen. Die Zuordnung zu Kristallklassen ist daher grundlegend für die Interpretation von Kristallstrukturen, die Analyse von Mineralien und die Materialforschung.

Historisch entstanden die Kristallklassen aus der Arbeit der Poincaré-, Schönflies- und Hermann-Mauguin-Systematiken im 19. und 20. Jahrhundert. In deutschsprachigen Texten wird der Begriff oft synonym mit den Punktgruppen verwendet, während moderne Praxis stärker zwischen Kristallklassen (Punktgruppen) und Raumgruppen unterscheidet.