Monoklines Kristallsystem


Monoklines Kristallsystem
Gipskristallstufe aus Friedrichroda, Thüringen
Uranophan-alpha aus der Rössing Mine, Erongo, Namibia

Das Monokline Kristallsystem gehört zu den sieben Kristallsystemen in der Kristallographie. Es umfasst alle Punktgruppen, die in genau einer Richtung eine zweizählige Dreh- oder Drehinversionsachse besitzen. Dies ist die einzige durch eine besondere Symmetrie ausgezeichnete Richtung in diesem Kristallsystem. Das Wort monoklin bedeutet einfach geneigt und bezieht sich auf die zwei gegeneinander geneigten Achsen mit einem Winkel ungleich 90°.

Inhaltsverzeichnis

Punktgruppen

Das monokline Kristallsystem umfasst die Punktgruppen  \ 2, \, m und  \  2/m . Sie bilden die monokline Kristallfamilie und können mit dem monoklinen Gittersystem beschrieben werden.

Gittersystem

Das monokline Gitter hat die Holoedrie \ 2 / m . Im monoklinen Kristallsystem spielt die Richtung der Symmetrieachse eine besondere Rolle, sie wird daher auch monokline Achse genannt. Diese Achse entspricht auch einer Richtung des monoklinen Gitters. Die anderen beiden Gitterachsen stehen senkrecht zu dieser Achse und schließen einen Winkel ungleich 90° ein. Dieser Winkel wird auch monokliner Winkel genannt.

Für der Lage der monoklinen Achse gibt es zwei Aufstellungen:

  • Die monokline Achse in c-Richtung (1st setting). Der monokline Winkel ist dann γ.
  • Die monokline Achse in b-Richtung (2nd setting). Der monokline Winkel ist dann β.

Das 1st setting wird heute nur noch selten verwendet. Demzufolge ergeben sich auch die Bedingungen für das monokline Gittesystem (im 2nd setting):

  • a\ \ne\ b\ \ne\ c\
  • \alpha = \gamma = 90^{\circ}, \beta \geq 90^\circ

Für die weiteren Details zur Festlegung der Richtungen der Achsen, die nicht der monoklinen Achse entsprechen, wird auf die International Tables for Crystallography verwiesen. Das monokline Gittersystem wird mit m bezeichnet.

Bravaisgitter

Im Monoklinen gibt es neben dem primitiven noch eine basiszentriertes Bravaisgitter. Die Achsen werden aus Konvention so gewählt, dass es immer eine c-Zentrierung entsteht. Hiervon abweichende Aufstellungen sind allerdings nicht unüblich.

Beschreibung und physikalische Eigenschaften der monoklinen Punktgruppen

Zur Beschreibung der monoklinen Kristallklassen in Hermann-Mauguin-Symbolik werden die Symmetrieoperationen bezüglich vorgegebener Richtungen (Blickrichtungen) im Gittersystem Im Monoklinen sind die drei Blickrichtungen die Richtungen der a (<100>), b (<010>) und c-Achse (<001>) des Gittersystems. Werden beim ausführlichen Hermann-Mauguin Symbol die Richtungen ohne Symmetrieelement mit \ 1 bezeichnet, so fallen diese Richtungen in der Kurzschreibweise weg. In diesem Fall kann man nicht mehr zwischen 1st und 2nd setting unterscheiden.

Charakteristisch für die Raumgruppensysmbole des monoklinen Kristallsystems ist genau eine Achse mit einer Symmetrie ungleich \ 1 .

Kristallklassen im monoklinen Kristallsystem
Kristallklasse Physikalische Eigenschaften Beispiele
Laueklasse Allgemeine Form Schoenflies-Symbol Hermann-Mauguin-Symbol Hermann/Mauguin-Kurzsymbol Raumgruppennummern Enantiomorph Optische Aktivität Pyroelektrizität Piezoelektrizität
 \frac {2}{m} monoklin-sphenoidisch C2 \ 1 \, 2\, 1 \ 2 \, 3–5 + + + Uranophan
monoklin-domatisch Cs(≡C1v ≡C1h) \ 1 \, m \, 1 \, \  m \, 6–9 + + + Soda
monoklin-prismatisch C2h  1 \, \frac {2}{m} \, 1 \, \ 2/m \, 10–15 Gips, Kryolith

Bei den Angaben zu den physikalischen Eigenschaften bedeutet „−“ aufgrund der Symmetrie verboten und „+“ aufgrund der Symmetrie erlaubt. Über die Größenordnung des Effektes kann aufgrund der Symmetrie keine Aussage getroffen werden. Man kann aber davon ausgehen, dass dieser Effekt nie exakt verschwinden wird.

Weitere monoklin kristallisierende chemische Stoffe siehe Kategorie:Monoklines Kristallsystem

Literatur


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