Mineralienatlas - Fossilienatlas
Mineralien / Minerals / Minerales => Allg. Diskussionen Mineralien / General discussions minerals => Thema gestartet von: cmd.powell am 27 Dec 11, 02:03
-
@Norbert: Deine Frage ist im Ansatz falsch: Siehe die Kristallklassen (-43m, m3m) als Grundeigenschaften, welche die äußeren erkennbaren Formen diktieren. Aufgrund der von der Kristallklasse vorgegebenen Symmetrieeigenschaften kann die (ideale) Kristall nur bestimmte Flächen und Flächenwinkel annehmen. Im Falle von Galenit z.B. gibt es drei vierzählige Achsen, d.h. alle Flächen müssen aufgrund dieser vierzähligen Achsen auch entsprechend auftreten. Ok, 100 ist einfach, gibt den Würfel. 111 wird schon spannender, das erzwingt durch die vierzähligen Achsen einen Oktaeder ! Nimmt man nun anstelle von m3m die Klasse -43m, so hat man nur noch eine vierzählige Inversionsachse, also was man von oben sieht ist unten um 90° verdreht. So wird aus der 111 auf einmal ein Tetraeder und kein Oktaeder - ist doch ganz einfach ;D
Ok, ich kann ja nachvollziehen, das jetzt der Eine oder Andere den obrigen Text auch auf suaheli hätte lesen können bei gleichem Verständniss. Wenn man die Symmetrieeigenschaften der einzelnen Kristallklassen (das sind erstmal nur 32 und nicht 230 - das sind die Raumgruppen und da qualmt auch mir die Rübe) verstehen will sind Bücher leider nur begrenzt tauglich. Ich kenne leider auch nicht die ideale Methode zu lernen von Kristallographie. Im Studium hat mein damaliger Professor mit irgendwelchen einfachen zweidimensionalen Mustern angefangen und uns darin die verschiedenen Symmetrieachsen gezeigt und erklärt (zweizählige, dreizählige, vierzählige und sechszählige Achsen, Spiegelebenen.) Dafür kann man z.B. ein beliebiges Straßenpflaster nehmen und mal spasseshalber die Symmetrien darin einzeichnen. Wenn man das kann, traut man sich an die dritte Dimension ran. Am Besten übt man das mit Kristallmodellen. Ideal sollten dafür Kristallprogramme sein, da man hier die Kristallklasse vorgeben kann und man fügt dann einfach Flächen hinzu. Auf dem Bildschirm sieht man dann das Ergebnis und kann daraus lernen, was die einzelnen Symmetrieelemente in den einzelnen Kristallklassen bewirken. Mehr benötigt man als "Laie" bzw. Hobbysammler eigentlich nicht. Wenn man sich zum Lernen den Kleber schnappt, kann man sich den anderen Kleber parallel dazu in eine Tüte füllen und ab und zu mal daran schnüffeln - bringt gar nichts; der ist viel zu kompliziert geschrieben für Unerfahrene. Kristallographie ist sehen und das Gesehene verarbeiten.
Schaut euch z.B. mal diese Seite hier (http://www.webmineral.com/crystall.shtml) an, da kann man schon einiges draus lernen. Das Programm "Faces 3.7" hab ich mir vor Jahren mal runtergeladen und zum Üben und Lernen taugt es recht gut. Anscheinend funktioniert der angegebene Link nicht mehr, jedenfalls reagiert er derzeit nicht. Falls jemand das Programm haben möchte, so kann er mir gerne eine PM schicken und ich sende es dann zu (dazu benötige ich aber eine e-Mail-Adresse, da man an die PM nichts anhängen kann). Da man das Programm - theoretisch - auch von dem angegebenen Link frei runterladen kann/konnte, tue ich hoffentlich nicht illegales :-[
@seisteff: Zinkblende kann in Würfeln vorkommen, man sieht sie nur selten oder gar nie in dieser Form. Das Kristallsystem erlaubt jedoch die Würfelform.
@Frank: War ja klar, das sowas wieder kommt - Quasikristalle ::) Der Name trifft es aber sehr gut: Es sind nur quasi Kristalle und keine echten Kristalle ! Naja, und eine "fünfzählige Achsen", wie bei dem Wiki-Bild hier (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Ho-Mg-ZnQuasicrystal.jpg&filetimestamp=20101229052113), findest Du auch beim Pyrit - das ist ein Pentagondodekaeder, man muss ihn nur richtig aufstellen.
-
Hallo,
Naja, und eine "fünfzählige Achsen", wie bei dem Wiki-Bild hier, findest Du auch beim Pyrit - das ist ein Pentagondodekaeder, man muss ihn nur richtig aufstellen.
Einspruch: fünfzählige Achsen gibt es (im Gegensatz zu Quasikristallen) bei Pyrit nicht. Der Pyrit-Pentagondodekaeder ist KEIN regelmäßiger (platonischer) Petagondodekaeder. Die Fünfecke des kubischen Pyrit-Pentagondodekaeders sind nicht gleichseitig - folglich auch keine 5-zählige Achse.
Bild im Anhang zeigt die zwei Typen:
- Links regulärer Pentagondodekaeder (mit fünfzähligen Achsen) den es als Kristall in der Natur nicht gibt (Quasikristalle lasse ich mal aussen vor)
- Rechts: kubischer (Pyrit-) Pentagondodekaeder (ohne fünfzählige Achsen).
Gruß
Berthold
-
@Frank: War ja klar, das sowas wieder kommt - Quasikristalle ::) Der Name trifft es aber sehr gut: Es sind nur quasi Kristalle und keine echten Kristalle ! Naja, und eine "fünfzählige Achsen", wie bei dem Wiki-Bild hier (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Ho-Mg-ZnQuasicrystal.jpg&filetimestamp=20101229052113), findest Du auch beim Pyrit - das ist ein Pentagondodekaeder, man muss ihn nur richtig aufstellen.
Hi,
glaube mir - wenn du so einen Kristall in der Hand hast und drehst, sieht du das es klemmt.
Genau wie bei nachpolierten Kristallen. Die Flächenwinkel passen nie. Dann kommt der Test im reflektierten Licht und du siehst die Riefen oder die Wölbung.
MfG
Frank
-
Hallo
@Markus. Die Frage falsch geschrieben oder falsch verstanden ; egal.
Ich versuche es anders. Die Hermann-Mauguin-Symbolik diktiert nicht die Form eines Minerals, sie beschreibt sie nur.
Vorgegeben wird die Form durch Raum-/Ionengitter und Ionenabstände.
Es interessierte mich einfach nur, warum (Zn,Fe)S ein anderes Raumgitter als beispielsweise PbS hat und als Ergebnis Sphalerit bevorzugt
hexakistetraedrisch (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/7/5/1/7517c8b44fbf132667f6c5a38c654550.png)(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/a/2/4/a24e9fdc46fe461b68cb9896734d2ebc.png)(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/math/d/4/8/d482d61667a2a8f3a40b25f2626b6d16.png) meist als Tetraeder kristallisiert. Worin unterscheiden sich die Elementarzellen ?
Möglicherweise nur basics, aber viele Jahre in einem anderen Berufsfeld haben einige Lücken längst vergangener Kristallographie-Vorlesungen eher größer werden lassen... :-[
Dabei sah das am Anfang so überschaubar aus: Der Dozent benutzte Holzmodelle, um die 2-, 3-, 4-, -6-zähligen Drehachsen, Spiegelebenen
und Inversionszentren zu erklären. Der Zusammenhang im kubischen System zwischen Würfel, Oktaeder, Tetraeder und Rhomben- und Pentagondodekaeder wurde schnell klar. Aus 5-, 7-, 8-zähligen Symmetrieachsen können keine lückenlosen Raumgitter aufgebaut werden, daher sind reguläre Pentagondodekaeder im Gegensatz zum kubischen in der Natur nicht möglich. Bis dahin wirklich einfach. ( Quasikristalle wurden erst 1984 beschrieben.)
Leider funktionierten die Holzmodelle mit aufsteigendem Kristallsystem plötzlich nicht mehr so gut und mit 14 Bravaisgittern, 32 Kristallklassen und den erwähnten 230 Raumgruppen und ihrer Übertragung auf Stereogramme usw. ließ die anfängliche Begeisterung bei den meisten Studenten - so auch mir - rasch nach und man diskutierte, ob man das später wirklich braucht.... ;)
Heute versuche ich immer noch mit Freude einiges aufzufrischen oder nachzuholen.
(Lege mir regelmäßig Kleber und Borchardt-Ott unters Kissen !! :D )
@Markus, Den link auf die Crystallographie (http://www.webmineral.com/crystall.shtml)-Seite kannte ich noch nicht. Cool. Hatte mich bisher an der Uni Freiburg (http://www.krist.uni-freiburg.de/studium/vorlesung_kristallographie/VIROR/Vorlesungsskript/32_Kristallklassen.php) bedient.
Hier noch ein Poster (http://www.uni-leipzig.de/%7Eminkrist/pdf/IMKM_Kristallformen_2005.pdf).
Ist der verlinkte synthetische Ho-Mg-Zn-Quasikristall eigentlich noch als Kristall im mineralogischen Sinn zu bezeichnen,
da Quasikristalle im Gegensatz zu natürlichen Kristallen aus aperiodischen Strukturen bestehen ??
Gruß
Norbert
-
Hi,
glaube mir - wenn du so einen Kristall in der Hand hast und drehst, sieht du das es klemmt.
Genau wie bei nachpolierten Kristallen. Die Flächenwinkel passen nie. Dann kommt der Test im reflektierten Licht und du siehst die Riefen oder die Wölbung.
MfG
Frank
Hmm, also ich interpretiere Deine Aussage jetzt als eindeutiges Angebot welches ich freudig annehme. Soll ich Dir eine PM mit meiner Adresse schicken, wo Du den Quasikristall hinschicken sollst ;D Ich nehme einen !!!
@berthold: Ist korrekt. Ich bin mir jetzt nicht ganz sicher, aber ansich müsste man auch einen perfekten Pentagondodekaeder in das kubische System packen können. Das Teil steht dann genauso wie der Pyrit-Pentagondodekaeder auf den Kanten und durch die Ecken laufen die -3-Achsen. Die -5 auf den Flächen kann man dann ignorieren, aber da bin ich mir jetzt auch alles andere als Sicher. Und die äußere Form liefert ja eh nur begrenzte Informationen über die innere Struktur. Ich kann mir gut vorstellen, das es auch würfelförmige Quasikristalle gibt. Ab dem Punkt muss ich dann allerdings auch passen.
@Norbert: Tja, das ist natürlich eine ziemlich elementare Frage auf die es sicherlich eine Antwort gibt - allerdings kenne ich sie ad hoc nicht. Ich kann jetzt auch nur vermuten, das Aufgrund der unterschielichen Ionenradien (und wahrscheinlich auch der unterschiedlichen Orbitalformen) im Falle von ZnS nunmal -43m rauskommt und beim Galenit m3m. Die Zinkblendestruktur leitet sich von der Diamantstruktur ab, die Galenitstruktur vom Halit. Die Diamantstruktur entsteht durch Überlappung der sp3-hybridisierten C-Atome, welche sich somit zu einem dreidimensionalen Netzwerk zusammenfügen. Natrium hat nur s-Orbitale, also "Kugeln", Chlor - boff - irgendwas komplexes, scheint aber im Halit auch wie eine "Kugel" zu fungieren. Ok, es wird langsam echt haarig, aus dem Kopf bekomme ich das auch nicht hin. Und Zink hat sicher irgendwelche abgefahrenen d-Orbitale - - - ne, passe...
Auf der von mir angegebenen Seite finden sich auch noch Java-Applets mit den Kristallstrukturen etlicher Minerale. Da kannst Du Dir auch die Strukturunterschiede von Sphalerit und Galenit anschaun.
Naja, und die Quasikristalle sind natürlich keine Kristalle im eigentlichen Sinn. Ein Kristall definiert sich durch seine regelmäßigen Gitter, diese hat ein Quasikristall schon per Definition nicht. Ich persönlich betrachte sie derzeit mehr als "Laune der Natur" die uns damit zeigt, das es auch andere Möglichkeiten gibt ein Volumen auszufüllen ohne ein regelmäßiges Gitter zu verwenden (amorphes mal außen vor). Richtig spannend wird das Thema erst, wenn man den ersten natürlichen Quasikristall in irgendeiner Druse oder Kluft findet - ob das je passieren wird ?
-
Hallo,
ich gebe auch mal meinen Senf dazu:
- ein Ideal-Kristall ist ein chemsich homogen aufgebauter Festkörper.
- Die Baugruppen sind in einem Gitter angeordnet, es besteht Translationsinvarianz. Also kann eine Baugruppe um ein Vielfaches der Gittervektoren verschoben werden um kommt deckungsgleich zur Baugruppe dort an.
- Der Kristall hat richtungsabhängige Eigenschaften, diese dürfen den gegebenen Symetrie-Operationen nicht wiedersprechen.
Da kommen die Kristallflächen ins Spiel, Sie dürfen der Symmetrie nicht widersprechen.
Ein Quasikristall verletzt mit seinem Penrose-Muster den Punkt 2.
MfG
Frank
-
Hallo Markus,
Ich bin mir jetzt nicht ganz sicher, aber ansich müsste man auch einen perfekten Pentagondodekaeder in das kubische System packen können.
Nein, geht nicht. Wie willst Du das machen? Zwei Möglichkeiten:
Bleiben wir bei {210}: Einzige kristallographisch erlaubte Option ist dann die Parallelverschiebung der Fläche(n). Nun ist ja eine Kante der 5-eckigen Flächen im kubischen Pentagondodekaeder länger als die vier anderen. Parallelverschiebung nach außen verkürzt zwar diese Kante aber eben die vier anderen auch. Zudem wird die Fläche kleiner - was dann zwigend fordert, die gleiche Operation auf alle Flächen anzuwenden (alle Flächen müssen ja gleich groß bleiben). Und das hat logischerweise zur Folge, dass sich am Gesamtbild nichts ändert.
Wir gehen von anderen Flächen (nicht 210) aus: Aus Symmetriegründen müssen es 12 gleiche Flächen (also kein Mix aus 2, 3, 4, 6, 12 Trachten) sein. Es lassen sich zwar mit hohen Indizes schon Pentagondodekaeder aufstellen, die dem reguläre Pentagondodekaeder nahe kommen. Es müsste irgendwas zwischen {850} und {950} sein. Ich möchte mich mit dem Hinweis begnügen dass die Natur sehr selten hohe Indizes als komplette Tracht macht und erspare mir (und allen Mitlesern) die mathematische Beweisführung dass es exakt nicht geht.
Gruß
Berthold
-
Hi Berthold
Ok, ich glaube Dir das jetzt erstmal. Rein durch Imagination einen Pentagondodekaeder auf seine Tauglichkeit für das kubische System zu prüfen übersteigt auch meine Fähigkeiten. Ich muß das mal mit einem entsprechenden Programm durchprobieren.
Bei meiner Frage kam es mir allerdings auch weniger auf eine wahrliche Anwendung für eine echte (oder quasi) Kristalltracht an, sondern es handelte sich um eine rein theoretische Überlegung. Im Grenzfall wäre die Frage, ob ein Pentagondodekaeder mit der irgendeinem kubischen System verträglich ist, ohne konkrete Flächenindizes anzugeben - eine reine Symmetriefrage also.
Ich hab gestern auch noch etwas rumgegooglet und man findet unter "Quasikristall" und speziell unter den Bildern dazu ein paar deutlich abgefahrenere Beispiele, dagegen ist der Pentagondodekaeder von Wikipedia schon fast langweilig.
EDIT: Ok, ich brauche nicht mehr rumprobieren: HIER (http://www.math.tu-dresden.de/modellsammlung/karte.php?ID=307) sieht man recht deutlich, das ein regulärer Pentagondodekaeder mit der kubischen Symmetrie verträglich ist - realistische Flächenindizes mal außen vor gelassen.
-
Hallo,
HIER sieht man recht deutlich, das ein regulärer Pentagondodekaeder mit der kubischen Symmetrie verträglich ist
wieder Einspruch ;), da steht:
Das Pentagon-Dodekaeder kann nicht, wie etwa das Rhomben-Dodekaeder, zur Pflasterung des Raumes benutzt werden. Allerdings gelingen Ringe und Kristalle, wenn man geringe Abweichungen von der geometrisch exakten Form des Dodekaeders zulässt (Quasikristalle).
Nach "geringen Abweichungen von der geometrisch exakten Form" sprechen wir nicht mehr über reguläre Pentagondodekaeder.
Gruß
Berthold
Nachtrag, eine vereinfachte Beweisführung der Unmöglichkeit regulärer Pentagondodekaeder im kubischen System: Im regulären Pentagondodekaeder ist der Winkel zwischen zwei Flächen etwa 116,6°. Der Winkel berechnet sich zu arc cos(-sqrt(5)/5) (die Herleitung spare ich mir, siehe bessere Formelsammlung). Betrachten wir nun im kubischen System den Winkel zwischen einer Hexaeder- und einer Pentagondodekaederfläche, der müsste dann genau halb so groß also 1/2 * arc cos(-sqrt(5)/5), also etwa 58,28° sein. Mit {210} sind wir (leicht über das Steigungsdreieck auszurechnen) bei ca. 63,43°, mit {850} nähern wir uns mit ca. 57,99° dem geforderten Winkel. Nun dürfen die Millerschen Indizes nur ganze Zahlen (also die x- und y-Werte im Steigungsdreieck) sein. Der geforderte Winkel kann jedoch nur über den Faktor sqrt(5) dargestellt werden. Sqrt(5) ist bekanntlich eine irrationale Zahl. Da man irrationale Zahlen nicht als Bruch ganzer Zahlen (im Steigungsdreieck) darstellen kann ist es folglich auch unmöglich Millersche Indizes anzugeben die einen regulären Pentagondodekaeder beschreiben.
-
Hallo,
gehen wir doch einmal vom Kristallwachstum aus (Vinizial-Flächen aussen vor):
Es lagern sich Baugruppen wie Legosteine an die Fläche an, bevorzugt mit viel Kontakt zu Nachbarn (Bindungen).
Wie wahrscheinlihc ist dann die Ausblingung von hoch indizierten Flächen, also langen periodischen Stufen?
MfG
Frank
-
realistische Flächenindizes mal außen vor gelassen.
Irgendwie reden wir aneinander vorbei...
@Frank: Wie wahrscheinlich ist es, das sich Atome zu langen Molekülketten zusammenschließen und diese Molekülketten können sich dann selbst dublizieren. Hinzu kommt, das diese Molekülketten dann auch noch die Bauinformationen für z.B. Dich tragen und über Symmetrien von geometrischen Körpern diskutieren ?
Aber keine Sorge, ich glaube nicht an Gott und weiß, das ein regulärer Pentagondodekaeder nicht mit ganzzähligen Millerschen Indizes beschrieben werden kann. Ich will nur - spekulativ - die Symmetrieelemente aus der z.B. 2/m-3 auf den perfekten Pentagondodekaeder anwenden und schaun, ob die Symmetrievorgaben der 2/m-3 durch den Pentagondodekaeder verletzt werden. Ich bin gaaaaaanz weit weg von realen Kristallen - rein theoretische Symmetrieoperationen. Und die Symmetrievorgaben der 2/m-3 passen auf den Pentagondodekaeder, da - wie man bei meinem Link gut erkennen kann - die Ecken des Würfels auf den Ecken den Pentagondodekaeders liegen. Die Kanten des P. entsprechen somit der 2/m und die Ecken der -3. Jetzt verständlich worauf ich hinaus will/wollte ?
-
Hallo,
richtig, beim regulären Pentagondodekaeder gelten alle Symmetrieoperationen, die auch beim kubischen Pentagondedekaeder gelten. Nur gibt es beim regulären Pentagondodekaeder zusätzlich 5-zählige Achsen, die man beim besten Willen nicht ins kubische System packen kann - aber bei der Betrachtung ja nicht einfach weglassen darf.
Nicht alles, was man geometrisch konstruieren kann - auch wenn es sehr symmetrisch ist/erscheint - kann in der Kristallographie auftauchen. Es ist das "Legostein"-Prinzip :D mit dem die Winkel nicht genau dargestellt werden können (ein reguläres 5-Eck kann eben nicht mit Legosteinen gebaut werden).
Gruß
Berthold
-
@Frank: Wie wahrscheinlich ist es, das sich Atome zu langen Molekülketten zusammenschließen und diese Molekülketten können sich dann selbst dublizieren. Hinzu kommt, das diese Molekülketten dann auch noch die Bauinformationen für z.B. Dich tragen und über Symmetrien von geometrischen Körpern diskutieren ?
Aber keine Sorge, ich glaube nicht an Gott und weiß, das ein regulärer Pentagondodekaeder nicht mit ganzzähligen Millerschen Indizes beschrieben werden kann.
Hallo,
wir sind keine Kristallspezies :-) Kristalle organisieren sich in kurzer Zeit über chemische Bindungen. Das LEben hat länger gebraucht.
Aber zurück zum Pentagondodekaeder: Ok, die Kristalle lieben ganzzählige Millersche Indizes mit Zahlen kleiner 10, bevorzugt kleiner 5, insbesonders 1 und 0. Daher sind die "krummen" der Betrachtung raus.
MfG
Frank
-
Hallo,
jetzt wird es schon sehr O.T. (könnte einer der Moderatoren diesen Thread-Teil abtrennen?)
Gestern hatte ich ein nettes Gespräch mit einem frischgebackenen Mathe-Physiklehrer. Der glaubte doch tatsächlich dass der Pyrit-Pentagondodekaeder ein platonischer Körper wäre, so hätte er es - erinnerlich - in seiner Vorlesung gehört und so würde das auch in den Lehrbüchern stehen. Meine Argumente, Hinweis auf Mineralienatlas und Wikipedia usw. konnten dann zunächst überzeugen. Aber eben kam der "Gegenbeweis":
Leitfaden Geometrie: Für Studierende der Lehrämter von Dr. Susanne Müller-Philipp und Dr. Hans-Joachim Gorski, 4. Auflage, 2009, Seite 55:
Minerale bilden Kristalle in Form von platonischen Körpern. Würfel findet man z.B. bei Kochzalz, Pyrit und Bleiglanz. Fluorit und Alaun bilden Oktaederkristalle, Pyrit kristallisiert auch zu Dodekaedern und Ikosaedern.
Das alles unter der Überschrift "Platonische Körper" und ohne Hinweis auf die Unmöglichkeit regulärer Dodekaeder und Ikosaeder in der Mineralogie. Zwei Seiten weiter, bei den halbregulären Polyedern, finde ich dann ein/mein Foto eines Granat-Rhombendodekaeders ... (ungefragt aber wenigstens mit Quellenangabe) ... aber das ist nur wirklich ein anderes Thema.
@Frank:
wir sind keine Kristallspezies :-)
sicher? http://lichtkinder.net/a.htm
Gruß
Berthold
-
Hi
Ja, von dem Zinkbkendethema sind wir irgendwie schon ein bisserl weg.
@berthold: Naja, also was Lehrer so verbreiten... Leider tragen viele von denen die Nase weit über ihrem Kopf und - was noch viel schlimmer ist - sind sich selbst nicht kritisch gegenüber. Das Pyrit keinen platonischen Körper bildet hatten wir jetzt ja hier zur Genüge.
Was hochindizierte Flächen betrifft, welche die Tracht eines Kristalls maßgeblich bestimmen, habe ich heute mal ein bisserl im Goldschmidt gestöbert und beim Calcit z.B. die 14.14.-28.1 als Tracht gefunden, dann noch die -13.-13.26.1 und als unsichere Form die 19.1.-20.1 - schon recht heftig. Was beim Pyrit als höchste Indizes trachtbestimmend vorkommt hab ich noch nicht nachgeschaut, ich denke aber mal, solche drastischen Werte wird es dort nicht geben. Beim Calcit gibt es als Vicinalfläche sogar dreistellige Indizes, also sowas wie 372.128.-500.72 oder so, den genauen Wert habe ich mir nicht gemerkt. Allerdings werden diese Flächen allsamt als selten bzw. unsicher aufgeführt. Erstaunlich, wie genau und gründlich die damals schon gemessen haben - Hut ab ! Sowieso sind die Kristallzeichnungen im Goldschmidt der Hammer, kann ich mich gar nicht dran satt sehen...
Wo schon grade das "Legosteinprinzip" (oder die Hauy-Darstellung) von Kristallen angesprochen wurde habe ich mir im Zuge der Betrachtung der Calcitzeichnungen im Goldschmidt die Frage gestellt, ob besonders an den Kristallgrenzen, also letztlich den Flächen, wirklich immer vollständige Elementarzellen vorliegen. Ok, bei einfachen Verbindungen oder Elementen mit kleiner Z-Zahl sicher, aber wie schaut es bei Elementarzellen mit großen Formeleinheiten und/oder Z-Zahlen aus ? Wird eine Elementarzelle immer vollständig aufgebaut oder kann es sowas wie reliktische Elementarzellen geben ? Im Studium hab ich davon nichts gehört bzw. wurde immer nur das "Legosteinprinzip" verfolgt. Abgesehen davon kam diese Frage auch erst heute Nachmittag in mir auf. Grade in Bezug mit hoch indizierten Flächen ist diese Frage sicherlich nicht ganz uninteressant. Die Atome bzw. Moleküle werden sicherlich nicht "wissen", das sie zu der einen oder anderen Elementarzelle gehören. Sie folgen nur den Gesetzmäßigkeiten der Thermodynamik und der Physik und ordnen sich energetisch günstig an. Sowas wie Elementarzelle ist letztlich nur ein Hilfskonstrukt, damit wir das Phänomen leichter erfassen und verarbeiten können, aber nichts Reales - oder ?
Oder definiert man die Elementarzelle als abstraktes Konstrukt, welches Aufgrund der Translationsfähigkeit beliebig auf die entsprechenden Atom/Molekülgruppen projeziert werden kann und somit nie und gleichzeitig immer (wie es nunmal bei abstrakten Definitionen so ist) vollständig mit dem Kristallkörper abschließt ? Das wäre auf jeden Fall plausibel. Allerdings muss man dann auch das Legosteinmodell entsprechend verstehen bzw. abstrakt sehen. Ok, genug davon. Wie schon gesagt, mit kam heute Nachmittag erstmalig dieser Gedanke...
@Frank: Die Zeit ist der entscheidene Punkt und auch der Knackpunkt, weshalb viele Probleme mit z.B. der Evolutionstheorie haben: Menschen können solch lange Zeiträume nicht mehr erfassen und folglich habe sie Probleme mit den zufälligen Gegebenheiten. Auf der anderen Seite wächst der eine oder andere Kristall sicher auch im Laufe von Jahrhunderten, Jahrtausenden oder gar noch länger.
-
Beim Calcit gibt es als Vicinalfläche sogar dreistellige Indizes, also sowas wie 372.128.-500.72 oder so, den genauen Wert habe ich mir nicht gemerkt. Allerdings werden diese Flächen allsamt als selten bzw. unsicher aufgeführt.
Vinizialflächne haben einen anderen Wachstumsmechanismus durch die Schraubenversetzung. Daher würde ich die jetzt nicht anführen und habe die zu Beginn ausgeschlossen - siehe auch weiter unten
Wo schon grade das "Legosteinprinzip" (oder die Hauy-Darstellung) von Kristallen angesprochen wurde habe ich mir im Zuge der Betrachtung der Calcitzeichnungen im Goldschmidt die Frage gestellt, ob besonders an den Kristallgrenzen, also letztlich den Flächen, wirklich immer vollständige Elementarzellen vorliegen. Ok, bei einfachen Verbindungen oder Elementen mit kleiner Z-Zahl sicher, aber wie schaut es bei Elementarzellen mit großen Formeleinheiten und/oder Z-Zahlen aus ? Wird eine Elementarzelle immer vollständig aufgebaut oder kann es sowas wie reliktische Elementarzellen geben ? Im Studium hab ich davon nichts gehört bzw. wurde immer nur das "Legosteinprinzip" verfolgt.
An dem Thema hänge ich auch gerade :-) Nein, die Einheitszellen sind nicht immer vollstängig, siehe O-Lücken im Rutil auf den {110} oder Al27 NMR mit 5fach-Koordination in Al2O3.
Im Prinzip werden keine Elementarzellen angelegt, sondern Baugruppen. Auf einer DGKK-Tagung in den neunzigern gab es einen Vortrag, imho über CdTe oder einen vergleichbaren Halbleiter, bei dem die notwendige Unterkühlung in Abhängigkeit von der Überhitzung der Eigenschmelze unterucht wurde. Siehe da, strk überhitzte Schmelzen (20K) brauchten eine größere Unterkühlung für die gleiche Wachtumsrate. Die Interpretation war ein Aufbrechen von Clustern.
Das Wachstum scheint auf wenige wachstumsaktive Zentren an der Oberfläche beschränkt zu sein. Sonst könnten nicht so viele Substanzen in so geringen Konzentrationen Wachstumsgifte sein. Die Mengen reichen nciht für annähernde Monolagen (z.B. ppb Chlorid in einigen Oxid-Schmelzen).
Abgesehen davon kam diese Frage auch erst heute Nachmittag in mir auf. Grade in Bezug mit hoch indizierten Flächen ist diese Frage sicherlich nicht ganz uninteressant. Die Atome bzw. Moleküle werden sicherlich nicht "wissen", das sie zu der einen oder anderen Elementarzelle gehören. Sie folgen nur den Gesetzmäßigkeiten der Thermodynamik und der Physik und ordnen sich energetisch günstig an. Sowas wie Elementarzelle ist letztlich nur ein Hilfskonstrukt, damit wir das Phänomen leichter erfassen und verarbeiten können, aber nichts Reales - oder ?
Oder definiert man die Elementarzelle als abstraktes Konstrukt, welches Aufgrund der Translationsfähigkeit beliebig auf die entsprechenden Atom/Molekülgruppen projeziert werden kann und somit nie und gleichzeitig immer (wie es nunmal bei abstrakten Definitionen so ist) vollständig mit dem Kristallkörper abschließt ? Das wäre auf jeden Fall plausibel. Allerdings muss man dann auch das Legosteinmodell entsprechend verstehen bzw. abstrakt sehen. Ok, genug davon. Wie schon gesagt, mit kam heute Nachmittag erstmalig dieser Gedanke...
Die Elementarzellen sind Menschen gemacht, insbesondere mit den hohen Z-Werten. Es gibt immer eine Einheitszelle mit Z=1, siehe Wigner-Seitz-Konststuktion. Die sich anlagernde Baugruppe sieht eine Fläche, adsorbiert und desorbiert oder findet einen energtisch günstigen Platz.
@Frank: Die Zeit ist der entscheidene Punkt und auch der Knackpunkt, weshalb viele Probleme mit z.B. der Evolutionstheorie haben: Menschen können solch lange Zeiträume nicht mehr erfassen und folglich habe sie Probleme mit den zufälligen Gegebenheiten. Auf der anderen Seite wächst der eine oder andere Kristall sicher auch im Laufe von Jahrhunderten, Jahrtausenden oder gar noch länger.
Klar - aber schau dir mal die Probleme an einen DNA-Kristall zu züchten :-) Da ist das Molekül schneller gebaut. Stichwort Bindungsenergien und Kristallisations"energie".
Mfg
Frank
-
Hallo,
auf Wunsch hin wurde das Thema geteilt. Viel Spaß bei der weiteren (hochinteressanten!) Diskussion.
Grüße,
Andreas
-
Hallo,
Wird eine Elementarzelle immer vollständig aufgebaut ?
nein. Die Elementarzelle ist ein Modell für den periodischen inneren Aufbau, auf der Oberfläche gelten in der Nanowelt andere, recht komplexe Gesetze. Wie die Oberfläche tatsächlich aussieht untersucht man heute mittels Rasterkraftmikroskopie. Allerdings steckt unser Wissen - gerade was natürlich gewachsene Kristalloberflächen betrifft - noch sehr in den Kinderschuhen. Es spielen nämlich viele Faktoren (Temperatur, Chemie der Umgebungs-Milieus, ...) derart herein, dass sich die Atome an der Oberfläche typischerweise reorganisieren, also anders (symmetrisch) anordnen. In die Oberfläche können und werden auch fremde Atome (z.B. Sauerstoff aus der Luft) an- und eingelagert. Ein [111] gespaltener Fluorit wird beispielsweise nur im UHV und unterhalb einer gewissen Temperatur die in seinem Inneren zu findende regelmäßige Anordnung der F-Atome zeigen.
Was beim Pyrit als höchste Indizes trachtbestimmend vorkommt hab ich noch nicht nachgeschaut, ich denke aber mal, solche drastischen Werte wird es dort nicht geben.
richtig, obwohl durchaus zwei und (fragliche) dreistellige Indizes auftauchen - die sind beim Pyrit nie alleinig / trachtbestimmend. Übrigens stehe ich der Bestimmung/Messung von sehr hohen Indizes in der alten Literatur sehr skeptisch gegenüber. Für dreistellige Indizes würde ich gerne mal eine Fehlerrechnung sehen >:D
Wenn schon keine regulären Pentagondodekaeder-Kristalle möglich sind (auch nicht mit sehr hohen Indizes), freuen wir uns über fast perfekte kubische Pentagondodekaeder.
(https://www.mineralienatlas.de/VIEWmax.php?param=1325493357.jpg) (https://www.mineralienatlas.de/VIEWFULL.php?param=1325493357.jpg)
Gruß
Berthold
-
Hallo,
Letztlich reden wir hier über verschiedene Dinge:
1. Die Kristallographie im Sinne einer mathematischen (geometrischen) Beschreibung (Punkt- und Raumgruppen, Symmetrien, Körper, Flächen usw.). Hier wird von einer dreidimensional periodischen Anordnung starrer Grundbausteine (Kugeln oder Punkte z.B.) ausgegangen. Auf die wendet man die Gesetzmäßigkeiten an und erhält ein Punkt- bzw. Raumgitter, das den vorgegebenen Gesetzmäßigkeiten folgt. In der Natur, im Realkristall gibt es jedoch Baufehler und andere Störungen dieser Prinzipien.
2. Kristallchemie: Im Wesentlichen wird der Aufbau eines Kristalls von der Art seiner Bausteine beeinflusst. Das können im einfachsten Fall (echte Metalle, z.B. Silber oder Kupfer) tatsächlich annähernd Kugeln sein, die ein dreidimensional periodisches Gitter besetzen. Das können aber halt auch einfache Paare von Kationen und Anionen (z.B. Halit) sein, oder aber ganze Ionenkomplexe, wie in den Silikaten mit ihren verknüpften oder isolierten SiO44--Baugruppen, bis hin zu annähernden "Polymeren" wie den Zeolithen oder Feldspäten mit ihrem Alumosilikat-Gerüst.
Zwei wichtige Begriffe sind Radius und Bindung. Der Radius ist im Wesentlichen von der Art der Bindung und der Wertigkeit abhängig. Auch die unterschiedliche Anziehung durch Nachbarn beeinflusst die Form und den Abstand von Atomen. Die Art der Bindung (Metallbindung, Ionen-, Atom- oder Van-der-Waals-Bindung) beeinflusst die Art und Stärke der Anziehungskräfte im Kristall und damit auch den Radius, den ein Baustein einnimmt. In der Regel liegen in der Natur Mischbindungen vor, es überwiegt z.B. Ionenbindung, tw. liegt aber auch Atombindung vor. Reine Metallbindung ist noch am Häufigsten, gefolgt von Ionenbindung, z.B. im Halit.
Nehmen wir den Atomradius, so wird auch das Beispiel mit dem PbS und ZnS offenbar. Man kann sich das in erster Näherung wie Fußbälle vorstellen, die die großen Anionen darstellen, dazwischen dann verschiedene kleinere Bälle für die Kationen. Sind die Kationen sehr klein (z.B. Zn2+, so passen sie leicht in die Lücken, etwa Golfbälle zwischen den Fußbällen. Sind die Bälle größer, so stoßen sie irgendwann an die großen Bälle. Werden sie noch größer, z.B. Pb2+, so reicht der Platz nicht mehr aus und die Bälle müssen andere Lücken suchen.
In ZnS ist ein Zink-Kation tetraedrisch von 4 Sulfid-Anionen umgeben (Stichwort Diamant-Strukturtyp), im PbS ist ein Blei-Kation oktaedrisch von 6 Sulfid-Anionen umgeben (Halit-Strukturtyp).
Stichworte wären: Dichteste Kugelpackung, Tetraeder-/Oktaederlücken, Packungsdichte.
3. Kristallphysik: Beschreibt Feld- bzw. Tensoreigenschaften von Kristallen, z.B. Magnetismus, Piezoelektrizität oder Lichtbrechung.
Wenn wir rein über die Basics aus der Grundvorlesung reden, also Punkt- und Raumgruppen, Flächen, Indizes, Achsen, Winkel usw., interessieren uns 2. und 3. erstmal überhaupt nicht. Wir denken uns einfach starre Kugeln oder Punkte mit starren Verbindungslinien (so wie eines dieser Magnetspiele für Koinder mit Kugeln und Stäben), oder abstrahieren die Punkte auch gleich noch weg und sprechen gleich von Ebenen und Flächen, Achsen und Vektoren.
Wir schauen uns eine ideale Kugel oder einen Punkt an , auf den wir mathematische Operationen (was anderes sind ja Symmetrieelemente nicht, man kann sie als Vektoren oder Matrizen darstellen) anwenden.
Was sich durch alle möglichen Polaritäten, Verzerrungen, Radienverhältnisse, Tensorfelder etc. in der Realität nicht ändern kann, ist jedoch das der Symmetrie zugrundeliegende Prinzip der lückenlosen Füllung eines Raumes, d.h. im Prinziop der Verminderung der Energie. Man kann nun einmal mit 5- oder 7- zähligen Symmetrieelementen keinen Raum lückenlos füllen. Regelmäßige große Maschen würden eine hohe Energie an den Grenzflächen zur Folge haben, was Ungleichgewicht bedeutet. Ein solcher Kristall wäre bestrebt, in kleinere Einheiten mit niedrigerer Energie zu zerfallen. Es gibt ja Beispiele aus der Natur (Kapsidstrukturen von Viren, Seelilien etc.), aber auch dort gehorchen die kleineren Bausteine letztlich den Gesetzen der Kristallographie. Der Umriss der Calcitkristalle der Seelilienstiele mag zwar fünfzählige Symmetrie aufweisen, aber das trifft nicht auf die Calcit-Elementarzellen im Inneren zu.
Grenzflächen (was anderes sind Oberflächen ja nicht) sind wieder was ganz anderes. Erst in den letzten Jahren ist die Grenzfläche in den Blickpunkt der Physik und Chemie geraten, wo mit ortsauflösenten Methoden wie dem AFM die Oberfläche in atomarer Auflösung angeschaut werden kann. Hier kommen exotische Spezies vor, die mit dem Aufbau des darunterliegenden Kristalls wenig zu tun haben. Für den Mineralogen ist die Oberfläche eines Kristalls nicht so wichtig, ihm geht es ja eher um die Eigenschaften des gesamten Kristalls. Für Chemiker, die z.B. an Katalysatoren oder Oxidationsvorgängen arbeiten, oder an leitenden Oberflächen, ist die Grenzfläche von größter Bedeutung.
Es kann durchaus den Fall geben, dass z.B. beim Pyrit scheinbar 5-zählige Symmetrie auftritt. Das liegt dann aber daran, dass zwei unterschiedkiche Flächen in gleicher Form und Größe vorliegen (Ausgleichsform). Statt einer 5-Symmetrie liegt dann z.B. eine 2,3-Symmetrie vor, und Symmetrieelemente 2 und 3 sind ja erlaubt.
Glück Auf!
Smoeller
-
Hi
So, heute hab ich nochmal kurz über den Pyrit geblättert (eine vollständige Analyse der Kristallzeichnungen würde wahrscheinlich Tage in Anspruch nehmen) und wie vermutet gibt es dort keine hohen Indizes trachtbestimmend, allerdings hab ich in den Listen auch dreistellige Indizes gefunden - nur leider nicht die passende Zeichnung. Gleiches gilt auch für die extremen Indizes beim Calcit, ich gehe aber mal davon aus, das die Flächen entsprechend mickrig sind...
Was beim Pyrit als höchste Indizes trachtbestimmend vorkommt hab ich noch nicht nachgeschaut, ich denke aber mal, solche drastischen Werte wird es dort nicht geben.
richtig, obwohl durchaus zwei und (fragliche) dreistellige Indizes auftauchen - die sind beim Pyrit nie alleinig / trachtbestimmend. Übrigens stehe ich der Bestimmung/Messung von sehr hohen Indizes in der alten Literatur sehr skeptisch gegenüber. Für dreistellige Indizes würde ich gerne mal eine Fehlerrechnung sehen >:D
Nicht umsonst werden im Goldschmidt solche Flächen als selten bzw. unsicher angegeben. Leider hatte ich selber noch keine Gelegenheit mit einem Reflexionsgoniometer zu arbeiten, gelehrt wurde an dem Gerät auch nicht mehr. Eigentlich sind sie nur noch als Anschauungsstücke in den Vitrinen vorhanden. Daher kann ich nich abschätzen, in wieweit solche Messungen fehlerbehaftet sind oder nicht. Ich kann mir nur vorstellen, das die Ergebnisse mit zunehmendem Indizes unsicherer werden.
Was das Kristallwachstum betrifft bzw. die unvollständigen Elementarzellen, so war mir schon vor unserer kleinen Diskussion hier bekannt, das sich offene Bindungen absättigen bzw. an der Oberfläche chemische Reaktionen ablaufen, sobald sie mit Luftsauerstoff oder Wasser in Kontakt kommen. Meine Frage ging diesbezüglich auch eher auf den Zeitpunkt des Kristallwachstums. Zu diesem Zeitpunkt muß der Kristall in einem Medium gewesen sein, welches ein permanentes Anlagern von Bausteinen zu ermöglichen. Natürlich wird es schwer sein, diese Oberflächen zu untersuchen, da ja jede Veränderung der Umgebungsbedingungen sofort die Oberfläche beeinflussen wird.
@Frank: Die DNA ist natürlich ein ziemlich drastisches Beispiel für Kristallwachstum. Ist es überhaupt schon gelungen, DNA-Kristalle zu "ziehen" ? Und letztlich würde ich mich fragen, ob das überhaupt geht bzw. sinnvoll ist, da man den Kristall aus identischen DNA-Strängen aufbauen muß. Ich würde jetzt annehmen, das die nicht allzu lang sein dürfen, da sonst schon alleine die statistischen Streuungen, die bei der Multiplizierung der Stränge entstehen, einen streng regelmäßigen Aufbau verhindern.
-
Hallo,
wenn die Flächen klein oder gestuft sind, oder 300,300,301 sind gehe ich meist von 111 aus ;-)
Kleine Flächen sind nicht trachtbestimmend, oder ggf über Auflösung entstanden. Wir spielen nicht das Spiel welches ist die irrationalste Zahl (Wurzel aus 5 -1)/2 ;-)
Zur Flächenbelegung beim Wachstum:
Verschiedene Spezies lagern sich mit verschiedenen Adsorptionskonstanten an. Nehmen wir Wasser und Isoprop: Wasser liegt bevorzugt an vielen Oberflächen, steigerst du den Isoprop-Gehalt der Umgebung wird ein Teil des Wassers von der Oberfläche verdrängt und in der Luft nachweisbar.
Wie funktioniert ein Kristallwachstum?
1.) Eine Baugruppe lagert sich an de Oberfläche an
2.) Sie "wandert" an der Oberfläche
3.) a. Sie desorbiert
3.) b. Sie findet eine fest Bindung.
Das Wechselspiel von Verweilzeit/Desorption/Adsorption bestimmt das Wachstum. Überwiegt die Desorbtion löst sich der Kristall auf, ist die Zeit bis zum Treffen der Bindung extrem kurz, kann ein atomar rauhes Wachstum auftreten, da die Baugruppe quasi festfriert. Somit kann die Oberfläche ruhig belegt sein, wenn die Adsorpion und Oberflächendiffusion möglich ist. Schlimm wir es eher, wenn die Analgerung gestört ist.
In der Uni gab es eine Charge Nb2O5 zur Herstellung von I-V-Perowskiten, in der ppB an Chlorid war- rien ne vas plus. Die Interpretation: Das Chlorid legt sich fest an die Flächenstufe, Radius passt zu O2- aber nicht die Wertigkeit.
Zur DNA:
Die Struktur wurde per Laue und Co geklärt ;-) http://de.wikipedia.org/wiki/DNA#Entdeckungsgeschichte
MfG
Frank
-
Hi Frank
Also eine "fast-111" wirst Du im Goldschmidt nicht finden - so schlau waren die damals auch schon zu erkennen, das es sich bei dem Ergebniss um einen Messfehler handeln wird.
Zum Thema wandern von Baugruppen an der Kristalloberfläche: Hast Du da irgendwelche Literatur, die das tiefergreifend erklärt bzw. wo das untersucht wurde ? Immerhin würde solch ein Wandern die Bildung von z.B. Akanthitnadeln auf ged. Silber erklären, etwas, was bei mir persönlich immernoch mit einem Fragezeichen behaftet ist.
Naja, und die Tracht eines makroskopischen Kristalls wird letztlich immer durch die am langsamsten wachsenden Flächen bestimmt. Das man die Wachstumsgeschwindigkeit einzelner Flächen beeinflussen kann, wollte ich schon immer mal mit Alaun ausprobieren, bin aber irgendwie noch nicht dazu gekommen.
-
Hi,
ich habe einen Kollegen, der sich da tagelang mit beschäftigt hat. Aber ich schau gleich mal in den Wilke, was der hergibt.
Zum Alaun: Was wolltest du zugeben?
MfG
Frank
-
Hallo,
kurzes Ergebnis beim Kaffee: Kollege meint - da glaube ich ihm - das Silberatome an der Silberoberfläche hoch mobil sind. Ein MEchanismus könnte somit das "Hochschieben" der Nadel von der Basis aus sein.
MfG
Frank
-
Hallo,
Silberatome an der Silberoberfläche hoch mobil sind
das glaube ich auch. Auf jeder Oberfläche spielt sich mit Sicherheit was ab, da ist nicht nur einfach der Kristall zu Ende. Auch Fehlstellen sind ja oft mobil und manche zieht es an die Oberfläche. Gerade bei Silber kommen nicht zu vernachlässigende fotochemische Oberflächen-Diffusionseffekte dazu.
Und noch ein Gedanke: Wo Metalle, Schwefel, Oberfläche und Zeit im unsterilen System sind könnte man auch ein Auge auf mikrobilologische Vorgänge werfen. Wenn aus Markasit-Pyrit kleine Gips-Kriställchen wachsen wird oft Thiobacillus ferrooxidans einen Anteil daran haben. Ich habe allerdings keine Ahnung ob Ähnliches für Akanthitnadeln auf Silber zutrifft.
Gruß
Berthold
-
Hallo,
Bei Silber denke ich eher an den fotochemischen Effekt. Silber und Kupfer sind auf Bakterien wirksamer als viele Antibiotika.
Glück Auf!
Smoeller
-
aber kaum im Ultrahochvakuum einer Oberflächensonde ;-)
MfG
Fank
-
Hallo,
Silber und Kupfer sind auf Bakterien wirksamer als viele Antibiotika.
ja, aber nicht immer ;). Es gibt z.B. ein Bakterium (Pseudomonas stutzeri AG259) das nicht nur recht resistent gegen Silberl(-ösungen) ist sondern sogar Silber in Form von winzigen Ag-Kristallen in seinen Zellen anreichert. Aber, wie gesagt, nur ein Denkansatz.
Und ja, fotochemische Prozesse sehe ich auch in erster Linie, aber man sollte fragen wo der Schwefel herkommt.
@Frank: Wachsen denn die Akanthitnadeln im UHV?
Gruß
Berthold
-
Hallo,
Für das Silber gäbe es zwei Quellen:
1. Sulfidschwefel aus begleitenden Sulfiden, z.B. Galenit
2. Schwefel aus org. Schwefelverbindungen und/oder Schwefeloxiden in der Luft
Fakt ist, dass in vielen Fällen Akanthitausblühungen besonders gut auf Silber wachsen, dass sekundär aus Sulfiden (Galenit, Fahlerz) hervorging, zumindest im Schwarzwald konnte ich das beobachten. Hingegen bleibt Silber von Wittichen, das allein ohne begleitende Sulfide in Baryt auftritt, oft jahrelang von Ausblühungen verschont, wenn es überhaupt ausblüht.
Wenn neben Sulfiden wie Galenit und Fahlerz auch Pyrit/Markasit vorläge (was zumindest im Falle mancher südschwarzwälder Erzgänge sehr wahrscheinlich ist, da diese dort größere Massen bilden, wäre auch die bakterielle Zersetzung dieser Eisensulfide als Quelle für S möglich.
Glück Auf!
Smoeller
-
Hi
Oha, das ist ja einiges geschrieben worde. Ok, in meinem konkreten Fall geht es um ged. Silber, welches in Form kleine Bleche im Cuprit zusammen mit ged. Kupfer von Helgoland vorkommt. Ich hab inzwischen zwei wahrlich beeindruckende Fälle, wo sich auf den Silberblechen wunderschöne nadelige Akanthite gebildet haben. Über die Herkunft des Schwefels stelle ich keine Frage: Die Brocken lagen in der Brandungszone am Felssockel von Helgoland wo reichlich Grünzeugs und entsprechendes Getier vorkommt. Ich gehe mal davon aus, das Bakterien tief in die poröse Matrix eingedrungen sind und beim Vergammeln reichlich Schwefel freisetzen. Primäre Sulfide gibt es dort nur sehr selten, daher gehe ich von biogenen Schwefel aus. Ich kann aber nichts über den Zeitraum des Wachstums sagen: Die betroffenen Stücke hatte ich gereinigt und danach gedost. Irgendwann - vielleicht ein oder eineinhalb Jahre später wollte ich von seltsamen schwarzen Körnern in dem einen Stück Proben für das REM nehmen und da war schon ein wahrer Akanthitrasen auf der Stufe. Seit dem hat sich nichts mehr merklich verändert. Die schwarzen Körner haben sich übrigens als Kohlenstoff herausgestellt - k.A., wie der in eine Cupritkonkretion kommt, könnte was mit der Bildung der Konkretionen zu tun haben.
Auf jeden Fall war die Stufe für den größten Teil der Lagerung bis zum Antreffen der Akanthite in nahezu absoluter Dunkelheit (in einem geschlossenen Schrank in einem nur durch Kunstlicht beleuchteten Keller). Ich halte daher photochemische Effekte für wenig wahrscheinlich, bestenfalls eine Aktivierung durch Licht oder sowas.
Ob da noch irgendein Bakterium an meinen Silberblechen nagt, kann ich natürlich nicht sagen - mag sein. Ich habe aber eher die Vermutung, das es sich um eine relativ einfache chemische Reaktion handelt. Silber und Schwefel bzw. Schwefelwasserstoff reagieren in Anwesenheit von Sauerstoff schon bei Raumtemperatur. Wichtig für ein Wachstum von makroskopischen Kristallen wäre dabei letztlich eine gewisse Mobilität der Silberatome und die scheint ja, wie ihr bestätigt habt, gegeben zu sein. Was mir letztendlich Beschäftigt ist die Tatsache, das ich auf meinen Stufen wirklich schöne, lanzenförmige Kristalle habe, oben dicker als an der Basis. Ich kann mir irgendwie schwer vorstellen, das die Kristalle aus dem Silber "rausgedrückt" wurden. Hinzu käm dann ja noch, das der Schwefel ja permanent über die Silberobefläche, die ja nun schon von dem herauswachsenden Akanthit bedeckt ist, wandern muss. Auf der anderen Seite müssten umgekehrt die Silberatome aus dem Silberblech herauswandern, an der Akanthitnadel "hochkrabbeln" und dort irgendwo mit dem Schwefel reagieren. Beide Modelle haben ihre "attraktive" Seiten und ihre "Macken". Frage ist letztlich: Was ist mobiler - Silber oder Schwefel ?
Achso, zum Alaun: Mit Borax soll man die übliche Oktaederform der Kristalle in Würfelform "verwandeln" können. Was ich irgendwo mal gefunden hatte und was mir derzeit noch durch den Kopf wandert ist 10% Borax in der Alaunlösung um (100) als vorherschende Form zu erhalten. Ich hab es aber noch nicht ausprobiert - naja, was man sich so alles im Leben vornimmt...