mineralstrukturen

Mineralstrukturen bezeichnen die räumliche Anordnung der Atome in Mineralien, einschließlich des Kristallgitters, der Bausteine und der Symmetrie. Die Primärgröße ist die Einheit, die Zelle, aus der sich durch wiederholte Translation das gesamte Kristallgefüge ableitet. Die Struktur bestimmt viele physikalische Eigenschaften wie Härte, Dichte, Spaltbarkeit und optische Merkmale.

Mineralien kristallisieren in verschiedenen Symmetrieklassen. Sie orden sich in Kristallsysteme (kubisch, tetragonal, orthorhombisch, trigonal/hexagonal, monoclin, triklin) und 14 Bravais-Lattices. Die Struktur bestimmt Klassifikation, Eigenschaften und Interpretation der Mineraldaten.

Strukturtypen: Silikate bilden Frameworks (Tektosilicate), Schichten (Phyllosilicate) und Kettenstrukturen (Inosilicate). Beispiele: Quarz (SiO2) als Tektosilicat; Feldspäte als Frameworks. Polymorphie: derselbe Stoff kann verschiedene Kristallformen annehmen, z.B. Diamant vs Graphit; Calcit vs Aragonit (CaCO3).

Auswirkungen auf Eigenschaften: Bindungskonfiguration und Koordination beeinflussen Härte, Spaltbarkeit, Dichte sowie optische Eigenschaften.

Bestimmung: X-ray-Diffraktion (XRD) ist zentrale Methode zur Bestimmung der Struktur; Einzelkristall- und Pulververfahren; Rietveld-Analyse; ergänzend Elektronen- und Neutronen-Diffraktion.

Bedeutung: Kenntnisse der Mineralstrukturen unterstützen Geowissenschaften, Kristallchemie und Materialforschung sowie die Interpretation geologischer Prozesse.

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