• Úvod
• Obsah
  • 1. Strukturní krystalografie
  • 2. Morfologická krystalografie
  • 3. Krystalová chemie
  • 4. Fyzikální vlastnosti minerálů
  • 5. Základní metody výzkumu minerálů
  • 6. Stabilita a vznik minerálů
  • 7. Systematická mineralogie
  • 8. Optické vlastnosti horninotvorných
    minerálů
• Učebnice
• Autoři
• Rejstřík

• 1. Strukturní krystalografie
• 1.1. Rozdělení látek podle skupenství a stavby
  • 1.1.1. Skupenství látek
  • 1.1.2. Základní vlastnosti amorfních látek
  • 1.1.3. Základní vlastnosti krystalických látek
• 1.2. Krystalické látky
  • 1.2.1. Charakteristiky ideálního krystalu
  • 1.2.2. Charakteristiky reálného krystalu
    • 1.2.2.1. Odlišnosti reálného a ideálního krystalu
    • 1.2.2.2. Stavba reálného krystalu
    • 1.2.2.3. Vlastní definice krystalické látky
• 1.3. Symetrie krystalických látek
  • 1.3.1. Operace symetrie
    • 1.3.1.1. Transformace vektorů
    • 1.3.1.2. Uzavřené operace symetrie
    • 1.3.1.3. Otevřené operace symetrie
  • 1.3.2. Prvky symetrie
    • 1.3.2.1. Jednoduché prvky symetrie
    • 1.3.2.2. Kombinované prvky symetrie
  • 1.3.3. Grupy symetrie
    • 1.3.3.1. Bodové grupy
    • 1.3.3.2. Rovinné grupy
    • 1.3.3.3. Prostorové grupy
• 1.4. Krystalová mřížka
  • 1.4.1. Konstrukce krystalové mřížky
  • 1.4.2. Mřížkový vektor
  • 1.4.3. Základní buňka mřížky
  • 1.4.4. Bravaisovy mřížky
    • 1.4.4.1. Rovinné Bravaisovy mřížky
    • 1.4.4.2. Prostorové Bravaisovy mřížky – primitivní
    • 1.4.4.3. Prostorové Bravaisovy mřížky – centrované
  • 1.4.5. Krystalové soustavy
  • 1.4.6. Indexy mřížkových uzlů
  • 1.4.7. Indexy mřížkových přímek
  • 1.4.8. Indexy mřížkových rovin
  • 1.4.9. Krystalová struktura
• 1.5. Bodové grupy v mineralogii
  • 1.5.1. Značení bodových grup
    • 1.5.1.1. Krystalograficky významné směry
    • 1.5.1.2. Mezinárodní značení bodových grup
    • 1.5.1.3. Schoenfliesovo značení bodových grup
  • 1.5.2. Vlastnosti bodových grup
  • 1.5.3. Kombinace prvků a operací symetrie v bodových grupách
  • 1.5.4. Typy krystalových tvarů v bodových grupách
    • 1.5.4.1. Obecný krystalový tvar
    • 1.5.4.2. Speciální krystalový tvar
    • 1.5.4.3. Limitní krystalový tvar
  • 1.5.5. Asymetrická plošná jednotka bodové grupy
  • 1.5.6. Určování bodových grup na krystalu
  • 1.5.7. Vliv symetrie bodových grup na fyzikální vlastnosti krystalů
• 1.6. Prostorové grupy
  v mineralogii
  • 1.6.1. Značení prostorových grup
  • 1.6.2. Vlastnosti prostorových grup
  • 1.6.3. Asymetrická jednotka prostorové grupy
  • 1.6.4. Ekvivalentní polohy
  • 1.6.5. Mezinárodní krystalografické tabulky
• 1.7. Reciproká mřížka
  • 1.7.1. Konstrukce reciproké mřížky
  • 1.7.2. Vztahy v reciproké mřížce
• 1.8. Reálné krystalové struktury
  a jejich vlastnosti
  • 1.8.1. Popis krystalové struktury
  • 1.8.2. Zobrazení krystalové struktury
  • 1.8.3. Izomorfie v krystalových strukturách
    • 1.8.3.1. Substituční pevný roztok
    • 1.8.3.2. Intersticiální pevný roztok
    • 1.8.3.3. Vakantní pevný roztok
  • 1.8.4. Polymorfie
  • 1.8.5. Polytypie
• 1.9. Defekty krystalových
  struktur
  • 1.9.1. Bodové defekty
  • 1.9.2. Lineární defekty
  • 1.9.3. Rovinné defekty

1.9. Defekty krystalových struktur

V každém tělese krystalu najdeme obrovské množství stavebních částic spojených do stavebních jednotek. V 1 cm³ krystalu je to řádově 10²³ atomů. Atomy obsazují pravidelné pozice, které jsou uspořádány podle 230 prostorových grup. Ekvivalentní pozice jsou obsazovány atomy stejného typu. Tato modelová situace je dosažena pouze v ideálním krystalu, který ale v reálném světě neexistuje (viz kapitola 1.2.1.).

Ve skutečnosti pracujeme s krystaly reálnými, v jejichž strukturách najdeme řadu poruch a nepravidelností nejrůznějšího typu. Všechny takové odchylky od ideálního stavu můžeme označit jako krystalové defekty. Přítomnosti těchto defektů vděčí krystaly za řada svých fyzikálních vlastností, např. luminiscence nebo odlučnost.

Defekty v krystalech můžeme obecně rozdělit na:

• bodové
• lineární
• rovinné

1.9.1. Bodové defekty

Bodové defekty představují chyby, které vznikají na jednotlivých strukturních pozicích. Rozlišujeme tři základní typy bodových defektů:

• Substituční defekt je způsoben tím, že v reálném krystalu se na některých strukturních pozicích objevují „cizí“ atomy, jejichž rozměr je odlišný od atomu původního. Kromě toho mohou substituující atomy vytvářet jiný typ vazby nebo být v jiné valenci. V některých případech se speciální typ „nečistot“ v krystalech přímo vyžaduje, např. v polovodičových materiálech. Substituční defekt má obrovský dosah v každé struktuře, stačí si jen uvědomit, že bude-li krystal o objemu 1 cm³ (10²³ atomů) obsahovat 0,1 % „cizích“ atomů, bude těchto atomů řádově 10¹⁶.
• Pevné roztoky vytváří bodové defekty na jednotlivých strukturních pozicích, protože distribuce atomů ve strukturách pevných roztoků je statistická. Příkladem může být slitina Ag a Au (obrázek19-1), v jejíž struktuře je jedna strukturní pozice a ta je obsazována jednotlivými atomy náhodně, pouze musí být zachován poměr atomů, aby odpovídal celkovému složení.
• Schottkyho a Frenkelův defekt. Každý krystal obsahuje vakance, což jsou místa, kde chybí očekávaný atom. Pokud se chybějící atom pohybuje směrem k okraji krystalu, označujeme jev jako Schottkyho defekt (obrázek 19-2), pokud má tendenci se posunout do prostoru mezi atomy (intersticiální pozice), výsledek se označuje jako Frenkelův defekt (obrázek 19-2). Obě poruchy mohou významně ovlivnit řadu fyzikálních vlastností krystalu. Jedná se především o rychlost difuse, kdy při vyšších teplotách mohou některé iontové krystaly vykazovat elektrickou vodivost.

1.9.2. Lineární defekty

Tyto defekty se projevují v liniích, zpravidla podél osnovy určitých atomů nebo stavebních jednotek.

Hranová dislokace. Pokud je část krystalu posunuta o určitý vektor vzhledem ke zbylé části krystalu vznikne lineární dislokace (obrázek 19-3).

Šroubová dislokace. Vzniká ze systematického rozmístění původně lineární dislokace a je vzhledem k hranové dislokaci druhým limitním případem (obrázek 19-4). Důležitou roli hrají šroubové dislokace při růstu krystalů.

1.9.3. Rovinné defekty

Svírají-li dvě krystalové domény svými hraničními plochami velmi malý úhel, vzniká rovinná dislokace (obrázek 19-5). Jiný typ rovinných dislokací vzniká při kladu vrstev. Může docházet k různým nepravidelnostem a projevuje se to především u vrstevnatých struktur a struktur typu ccp a hcp.

Při růstu krystalu nebo při mechanickém tlaku může dojít ke vzniku dvojčatění, hranice mezi oběma krystaly je rovinným defektem (obrázek 19-6).

V reálných krystalech se velmi často setkáváme s tím, že celý krystal je složen z malých mozaikových bloků, které jsou vůči sobě pootočeny o velmi malý úhel (obrázek 19-7).