شبكة بلورية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

الشبكات الكرستالية هي مجاميع وتراكيب كرستالية بنائية تقوم على أساس نظام محوري يتبع النسق والعادة المكتسبة للبناء الكرستالي الأساسي الناشئ بظروف تحاكي الأسس الأولى لتلك النظم.ومعظم النظم الشبكية الكرستالية غير منتظمة الشكل الخارجي بسبب العوامل المحيطة بها أثناء التكوين ولكن لها نظم تكوينة منتظمة جدا وعندما تكون الاشكال الخارجية المنتظمة فانها قد تأسست على حساب اعتبارات أخرى، وتبقى الاسطح الهرمية دائما متواصلة ومستقرة ونظامية ومستديمة باستمرار، ولكن عند اندماج نظامين كرستاليين معا أثناء التكوين فان النتيجة هي شكل معقد وعسير ومضاعف الانطواء يصعب تحديده أحيانا.

أنواع الشبكات البلورية[عدل]

تتكون الشبكات البلورية في الأحجار الكريمة من سبعة أنواع متشابه شكلا ولكنها مختلفة مضمونا كما جاءت في كتاب الأحجار الكريمة وتم تقسيمها علميا بحسب المحاور والزوايا ما بين تلك المحاور عند تقاطعها، وهذه النظم تحتوي على محاور ثلاثية بترتيب هندسي معين يعطي كل نظام شكله وخصائصه الفيزيائية ,ويسمى العلم الذي يبحث في النظم الكرستالية باسم علم البلوريات ويطلق علية أحيانا اسم العائلة الكرستالية أو النظام الشبكي الكرستالي، والنظم الفراغية وتاتي تعريفات الخصائصيه للنظام الكرستالي من التناظر المتأصل الذي يعني وتحت ظروف معينة يبقى النظام الكرستالي الشبكي على وضعه العام دون تغير. وكما هي مصورة اسفل هذه المقالة وهي كما يلي :

  • النظام الثلاثي الميول: هو النظام البلوري الذي يتكون بواسطة ثلاثة محاور يتقاطعون معا بزوايا ثابته وصحيحة اثنان من تلك المحاور لها نفس الطول على نفس المستوى والمحور الثالث الرئيسي اما ان يكون أطول أو أقصر من المحورين الاخرين. ويعتبر النظام البلوري ثلاثي الميل بلورة تحدد بواسطة ثلاثة متجهات ذات أطوال مختلفة، ولكن بشرط أن تكون غير متعامدة مع بعضها البعض.والشكل المثالي النموذجي للموشورات اربعة إما أسطح هرمية أو ثمانية أسطح هرمية متعاكسة.
  • النظام الاحادي الميل: هو النظام البلوري الذي يتكون بواسطة ثلاثة متجهات. ويعتبر النظام البلوري ألاحادي الميل ذو متجهات لها أطوال مختلفة، يكون اثنان منهما متعامدان، في حين يشكل الثالث زاوية غير 90°. وبالتالي يكون للبلورات شكل منشوري.
  • النظام المعيني: لديه ثلاث زوايا قائمة، لكن لديه محاور ذات أطوال مختلفة.وهي ثلاثة محاور متعامدة ومرآة تناظر ولهذا النظام اربعة أنواع منها : معيني مستقيم بسيط، معيني مستقيم مركزي القاعدة، معيني مستقيم مركزي الجسم، معيني مستقيم مركزي الوجه.
  • النظام الرباعي الأضلاع: وهو النظام الذي ينشأ نتيجة جذب شبكة بلورية مكعبة باتجاه أحد المتجهات، بحيث يصبح المجال الفراغي عبارة عن منشور مستطيل له قاعدة مربعة
  • النظام المنشوري السداسي المنتظم: يعتبر النظام السداسي واحدا من النظم البلورية السبعة أو النظم الشبكية البلورية السبعة hexagonal crystal system واحد النظم العائلة البلورية الستة hexagonal crystal family وهذان النظامين لهما صلة موثقة ومتشابهين شكلا مختلفين مضمونا وبناءا ولكنهما علميا ليسا نفس النظام، فالنظام السداسي العام له شبكة بلورية موحده وواحدة ولكن الاختلاف يقع في أن النظام الشبكي البلوري يحتوي على سبعة مجموعات نقطية فراغية وهذا يجعل الشبكة البلورية شبكة تحتية اما النظام العائلي البلوري فيحتوي على 12 مجموعة نقطة فراغية في مجاله ليجعل الشبكة البلورية للنظام السداسي تبدو تحتية، وكانه اتحاد بين النظام الثلاثي البلوري والنظام السداسي البلوري. ويعتبر الجرافيت خير دليل على البلورة من النظام البلوري السداسي.
  • النظام السداسي: هو نظام بلوري له من ثلاث إلى اربعة محاور هلى مستوى واحد وبنفس الطول ويتقاطعون مع بعضهما البعض بزاوية 60 درجة وللمحور الرابع طول مختلف ويقع على زاوية صحيحة من المحاور الأخرى وله شكل كرستالي مثالي وعلى نحو نموذجي يمثل ويصور الخصائص الأساسية للموشورات والهرميات وكذلك الشكل الهرمي ذو الاثني عشر سطحا والهرم المزدوج في النظام السداسي.
  • النظام التكعيبي: يدعى النظام أيسومتري أو النظام المنظوري المتساوي وله ثلاثة محاور متساوية لها نفس الطول وتتقاطع بنفس الزوايا ويعتبر النظام البلوري التكعيبي هو النظام المثالي من بين جميع الأنظمة بالإضافة إلى المكعب الثماني، المجسم المعيني ,المجسم الرباعي السطوح ,المجسم الاثني عشر سطحي، والعشروني أو المجسم ذو العشرون سطحا،

الشبكات البلورية السبعة[عدل]

نظام الشبكات السبعة The 14 Bravais lattices
ثلاثي الميل P
Triclinic
احادي الميل ذو انحدار مائل مفرد P C
Monoclinic, simple منحدر مائل مفرد ذو قاعده مركزية
نظام المعين المستقيم P C I F
Orthohombic, simple Orthohombic, base-centered Orthohombic, body-centered Orthohombic, face-centered
النظام الرباعي الأضلاع P I
Tetragonal, simple Tetragonal, body-centered
منشوري سداسي منتظم
P
Rhombohedral
نظام سداسي P
Hexagonal
نظام تكعيبي Cubic, simple Cubic, body-centered Cubic, face-centered


النمو البلوري في الألماس[عدل]

النمو الكريستالي في ألماس هو إضافة ذرة جديده وأيونات إلى ذرة أخرى أو ما يسمى البولمير (polymerization) أي بمعنى اتحاد جزئين أو أكثر من أي مركب ما لتشكيل مركب ذي وزن جزئي أكبر وتحويلة إلى مركب آخر) فيتحول تركيب الكربون الذري إلى خاصية تنظيم مخططه أو متشابكه (شبكه) كرستالية جديده ويحدث التحول إلى كرستال على مرحلتين تسمى المرحله الأولى النمو الذري (Nucleation occurs). وهو عباره عن مثال ونموذج متكرر يحاكي النسق والعاده المكتسبة لذرة الكربون التي تبنتها من بعض المعادن المتصلبه أو المتوحدة التكوين، وبما ان الألماس هو أول عنصر عرف عنه هذا النوع من التنبي لتلك العاده فان عناصر أخرى ثم اكتشافها فيما بعد عرف عنها تتبني نفس النسق في البناء الكرستالي وتقع معظمها في المجموعة الرابعة من الجدول الدوري

النظام التكعيبي

ينشأ وينمو وينتشر النظام الكرستالي بوصفه وشكله الجديد كنتيجة للتغير الذري للكربون، ويكون انتشاره سريعاً ومن الموقع المتنوي nucleating site باتجاه الخارج مبتعدا عن موقع التغير والحدود (outwards)وفي هذه العملية السريعه فان العناصر المكونه تتصرف كانها الباعث أو المحفز أو المحرك(motif) أو بلغة أخرى(كمرتب سلفاً) ومقدماً للنظام الكرستالي الناشئ وتعتبر هذه بداية التكوين الذري الجديد للشبكه الكرستالية للماس.

النمو البلوري في الزمرد[عدل]

إن النسق الكرستالي للزمرد مثل الكثير من المعادن إما أن تتبناه من معادن أخرى أو أنها تطور ذلك النسق خلال عمليات التكوين، وللزمرد نسق كريستالي سداسي أو النظام البلوري السداسي وهو مثل غيره مختلف المراكز والموضع ينتهي بموشورات سداسية ويتأثر هذا النوع من النسق الكرستالي بمجموعة عوامل منها تداخل نوعين أو أكثر من النظم الكرستاليه معا لتشكيل نظام جديد أو وجود لآثار تضامين وشوائب من عناصر أو معادن خلال عملية التكوين فتؤثر في الشكل العام للكرستاله أو تعطي لونا محددا مألوفا الأخضر ومشتقاته مما يؤدي إلى تحديد المدى والتنوع اللوني في الزمرد.

Hexagonal

النمو البلوري في الياقوت[عدل]

إن النسق الكرستالي للياقوت مختلف المراكز والموضع ينتهي بموشورات سداسية مجدوله ومنتهية ويسمى (المجدول أَو الرقائقي) ويوصف بأنه مستوي على شكل قرصي بارز ريشي الشكل أو مستدق ويتأثر هذا النوع من النسق الكرستالي بمجموعة عوامل منها تداخل نوعين أو أكثر من النظم الكرستالية معا لتشكيل نظام جديد أو وجود لآثار تضامين وشوائب من عناصر أو معادن خلال عملية التكوين فتؤثر في الشكل العام للكرستاله مما يؤدي إلى تنوع المدى اللوني في الياقوت، وينتمي إلى النظام الثلاثي الكرستالي أو (سداسي غير متوازي الأضلاع) إلى النموذج (Symbol (-3 2/m) Space Group: R-3c)

نظام ثلاثي الميل نظام سداسي موشورات

النمو البلوري لمجموعة الكوارتز[عدل]

النظام المحوري الثلاثي

ينتمي الكوارتز إلى مجموعات الميل الثلاثي المحوري في النظم البلوريه وهو النظام المتشعب والهجين في علوم الأحجار الكريمة يعتبر السترين من أحجار الكوارتز الهجينة فهناك عدة أنواع متفرعة عن النظام البلوري الاصل ولذلك يتراوح المدى اللوني لتلك الأحجار من الوردي الشاحب إلى البني المعتم وما بين ذلك حسب درجة الشوائب وأنواعها ومن ناحية بصرية فانه لا يمكن لعين الإنسان العادي التميز ما بين السترين الأصفر من بعض أنواع الأحجار الصفراء الأخرى مثل حجر التوباز Topaz الأصفر والتوباز الدخاني المائل للاصفر smoky quartz وحجر Amethyst "الجمشت" أو الحجر الارجواني الذين يعتبران أيضا من عائلة الكوارتز مثلا وليس حصرا (وهذا ما سأتعرض له لاحقا في هذا المقال)

الكوارتز بشكل عام دون تداخل أو شوائب
الجمشت الارجواني \ كوارتز بشوائب الحديد والكبريت

لكن ما هي مواصفات النمو البلوري في السترين وما هي مميزاته، ان ما يميز الشبكة البلورية للسترين أنها تتداخل مع شبكات بلورية أخرى خلال مراحل النمو والانبعاث من الموقع المتنوي (بمعنى موقع ابتداء التكوين البلوري تحت الظروف الخاصة لكل عنصر)ومن تلك العتاصر للذكر وليس للحصر شوائب مجموعات الحديد الثلاثية وهو ما يرمز إليها (oxidation number of +3) عدد أكسدةِوكذلك (oxidation number of +2) فعندما يتداخل الحديد بنسب معينة كشوائب في الشبكة البلورية فانه يحدث عيوبا في تلك الشبكة وتلك العيوب سواء كانت شوائب أو انحرافات تكوينة في الشبكة البلوريه هي التي تسبب المدي الواسع من التنوع اللوني. وهناك موضوع حساس من الناحية اللونية في الأحجار الكريمة بشكل عام ان الحديد كشوائب في الشبكات البلورية يسبب اللون الأصفر ولكن في الياقوت يسبب اللون الأحمر ويدرس خبراء ألماس والأحجار الكريمة الكميات والنسب لتلك الشوائب في الأحجار لمعرفة النسب المناسبة لإنتاج احجار كريمة صناعية بالألوان المطلوبة تجاريا، وقد نتج عن تلك الدراسات الوان لاحجار سترين بجميع ألوان الطيف اللوني والضوئي. ويتركز أفضل الإنتاج العالمي لحجر السترين خاصة والكوارتز عامة في البرازيل وذلك بسبب وجود منظومة معادن كبيرة في الطبقات الجيولوجية المحيطة بمخزونات الكوارتز، وللتعمق في تاثير الشوائب على موجات الطيف الضوئي المار من خلال الشبكات البلورية في الأحجار الكريمة سنتعرض لاحقا لموضوع الطيف الضوئي وتاثيره في اللون بالاحجار الكريمة.

الأنواع الأساسية للكوارتز المدى اللوني
العقيق أو يشب Agate العقيق الأبيض المشرّط المتعدد الألوان، نصف نصف شفاف إلى نصف شفافِ
جزع الأصفر والأحمر - والأسود إلى الأسود القاتم وبشكل متداخل بين جميع الألوان والاحتمالات
الجمشت Amethyst الأرجواني، شفّاف - القاتم حسب نسبة الشوائب
نوع من العقيق Prasiolite الأخضر الفاتح بجميع اطيافه وينتج مخبريا بتسخين الجمشت
الكوارتز الوردي Rose quartz لونه وردي نصف شفاف ويميل إلى الشفافية أو التعتيم حسب الشوائب
الكوارتز الدخاني Smoky quartz المدى اللوني من البني القاتم البليد إلى السكني المائل للأبيض مع مشحات ازرق كالدخان
السترين نوع من الكوارتز Citrine أصفر شاحب وأصفر شفاف وبشكل عام جميع درجات اللون الأصفر
الصخر الكرستالي Rock crystal عديم اللون تظهر فيه شقوق وثقوب التكوين وكان يعتقد قديما بانه ألماس
عين النمر Tiger's eye المدى اللوني من الذهب الليفي الأصفر إلى الأحمر والبني مع بريق ولمعان حريري المظهر
سطر سطر سطر
سطر سطر
سطر سطر
سطر سطر
سطر سطر
سطر سطر

النمو البلوري في الأحجار النصف كريمة الهجينة[عدل]

الأحجار الكريمة غير متبلورة العضوية وغير المنتظمة[عدل]

أنواع الأحجار الكريمة ونصف كريمة في النظم البلورية[عدل]

  • النظام الرباعي:" زركونيوم", "Anatase" هو حجر كرستالي متكون من أكسيد التيتانيوم الرباعي أو تيتانيا،
  • النظام الاحادي الميل: "الحجر الصفيري" sapphirine، "حجر القمر" moonstone وهو سيلكات بوتاسيوم الالمنيوم ويتكون ضمن عمليات كيميائية معقده وحامضية من ضمن عمليات نشؤ الصخور المسامية كبناء معماري تكتوني متعلق بنشؤ أديم الأرض والقوى المؤدية اليه واشكال الأحجار الناشئة عن ذلك، "الملكيت المرمر الأخضر " malachite حجر شبة كريم ويتكون من خام النحاس نتيجة اتعرضه لعوامل الجو وعادة ما يتواجد مع Azurite لازورد الأزرق السماوي وهو حجر نصف كريم مشتق من هذا المعدن.
  • اللاشكلية بلورية: هناك بعض الأحجار الشبة كريمة لا يوجد لها شكلية بلورية الا انها من الأحجار النصف كريمة ومنها الاوبال Opal، جزع اليماني onyx غالبا ما يوجد على شكل مستطيل, وهو مماثل للعقيق من حيث التكوين، عقيق agate وهو صخور بركانية حامضية ويتكون من بلورات رقيقة جدا مبهمة ويعتبر من أنواع الكوارتز ولونه من الأبيض إلى الأسود، عين النمر Tiger's eye وهو من أنواع الكوارتز أيضا, "يشب""اليشم" أو "الجاد " يوجد بجميع الألوان ما عدا الأزرق له نوعان من النظم الذرية الا انهما يشتركان معا بالنظام الكرستالي وله اربعة أنواع اولها jadeite الجاديت وهو الطبيعي ولم يعالج إطلاقا ويعتبر بريقه ولمعانه طبيعي والثاني هو الجاديت المعالج ولكنه بقي محافظا على شكله ولونه ويطلق عايه اسم المستقر stabilized والثالث فهو المعالج وقد لطّخَ بشكل اصطناعي أَو صَبغَ بلون مصطنع والرابع فهو مزيج من الثاني والثالث.

قيم النظم الشبكية[عدل]

النظام الشبكي القيم
نظام ثلاثي الميل abc \sqrt{1-\cos^2\alpha-\cos^2\beta-\cos^2\gamma+2\cos\alpha \cos\beta \cos\gamma}
نظام احادي الميل abc ~ \sin\alpha
نظام بلوري معيني مستقيم  abc
نظام رباعي الأضلاع  a^2c
نظام منشوري سداسي منتظم  a^3 \sqrt{1 - 3\cos^2\alpha + 2\cos^3\alpha}
نظام سداسي \frac{3\sqrt{3\,}\, a^2c}{2}
نظام تكعيبي  a^3


انظر أيضا[عدل]

المراجع[عدل]