Что такое кристалл?

Что приходит на ум, когда думаешь о кристаллах? Многие люди представляют красивые минералы правильных геометрических форм с гладкими гранями. Другие могут представить изящный хрусталь. Для геммологов научное определение кристалла имеет прямое отношение к атомному уровню. Кристалл – это твердое тело, атомы которого расположены в «высоко упорядоченной» повторяющейся схеме. Они называются кристаллическими системами. Если в минерале атомы расположены в одной из них, то этот минерал – кристалл.

Кристаллические системы

Все минералы образуются в одной из семи кристаллических систем: кубической, тетрагональной, ромбической, моноклинной, триклинной, гексагональной и тригональной. Каждая из них отличается геометрическими параметрами своей элементарной ячейки, расположением атомов, повторяющихся по всему минералу.

Например, кубический кристалл имеет в качестве элементарной ячейки куб. Все его стороны равны по длине, а все его углы – прямые. Известные драгоценные камни этой системы: алмазы, гранаты и шпинели. С другой стороны, триклинный кристалл имеет все стороны разной длины, ни один из его углов не является прямым. Эти геометрические вариации означают, что триклинные кристаллы могут принимать множество сложных форм. Известные драгоценные камни триклинной системы – лабрадорит и бирюза.

Некристаллические твердые тела

Некоторые камни могут показаться невооруженным глазом кристаллами, но внешний вид может быть обманчивым. Для геммологов атомная структура объекта является определяющим фактором. Не все объекты с правильной геометрической поверхностью являются кристаллами.

Аморфные твердые тела

Стекло, например, имеет некристаллическую аморфную атомную структуру. Хотя специалисты могут работать со стеклом, закалять его, придавать геометрические формы, его атомная структура остается неизменной.

Поликристаллические твёрдые вещества

Вода, которая превращается в одну большую снежинку, на самом деле является кристаллом. Вода кристаллизуется, когда охлаждается, замерзает и движется по воздуху.

Однако вода, которая затвердевает в формочках для льда в вашем морозильнике, не является кристаллом. Кубики льда, камни и обычные металлы являются примерами поликристаллических материалов. Они могут содержать множество кристаллических объектов (в случае кубиков льда, они могут содержать настоящие кристаллы льда). Тем не менее, нельзя описать весь кубик льда как имеющий однородную кристаллическую структуру. Происхождение кристаллов

Большинство кристаллов имеют естественное происхождение. Они могут образовываться неорганическим способом, таким как геологические процессы внутри Земли. Другие образуются в результате органических процессов внутри живых существ. Например, некоторые камни в почках людей состоят частично из кристаллов уэдделлита.

В лаборатории могут искусственно создавать кристаллы. Например, при сильном нагревании циркония и диоксида циркония образуется кубическая кристаллическая структура, кубический цирконий. Полученный материал обычно находит применение в качестве имитации алмаза.

С более подробной информацией можно ознакомиться на сайте https://www.gemsociety.org/article/crystal/