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aperiodische Kristalle

Aperiodische Kristalle sind kristalline Festkörper, deren Kristallflächen sich nicht entsprechend des Gesetzes der rationalen Indizes von R.J. Haüy durch dreidimensional-periodische Anordnung von Elementarzellen beschreiben lassen.

Die Regel lautet:

  • In einem normalen Kristall sind Atome, bzw. Moleküle in einer periodischen Struktur angeordnet.
  • Wenn eine vollständige Beschreibung eines Kristalls im dreidimensionalen Raum möglich ist, spricht man von periodischen Kristallen
  • Werden zur Beschreibung mehr Dimensionen benötigt, spricht man von aperiodischen Kristallen

Aperiodische Kristalle wurden erstmals 1931 beim Mineral Calaverit entdeckt und damit das Haüy'sche Symmetriegesetz widerlegt; eine wissenschaftliche Erklärung war jedoch erst 1960 möglich, als man mittels Röntgenbeugung an Gamma-Na2CO3 bewies, dass Reflexe im Beugungsmuster auftraten (sogenannte Satellitenreflexe), welche sich nicht mit ganzen Zahlen indizieren ließen. Die Folge daraus ist, dass sich dieser Kristall nicht mit einer einzigen Elementarzelle beschreiben lässt. Zur Beschreibung von Gamma- Na2CO3 wurde der vierdimensionale Raum verwendet, in welchem sich alle Röntgenreflexe indizieren lassen.

Bei ikosaedrischen Quasikristallen, in welchen die Atome in einer aperiodischen Struktur angeordnet sind, benötigt man zur Beschreibung bis zu sechs Dimensionen.

Zu den aperiodischen Kristallen gehören

s.a. > Symmetriegesetz


Literatur (tw. zitiert)


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