بنية بلورية

الشبكات البلورية السبعة

ومن ناحية أخرى، برهن عالم البلورات الفرنسي برافي أنه يوجد 14 نوع من الشبكات البلورية مهما كانت أطوال الأشعة الأولية للبلورة والزوايا المحصورة بينهم،

• انظر كذلك
• علم البلورات
• نظام بلوري
• شبكة تبلور برافيه
• مؤشرات ميلر البلورية
• شبكة ذرية
• وحدة خلية
• تبلور تجزيئي
• نظرية التراكم الكري المحدود
• منطقة بريليون
• عيب فراغي
• طابع بنائي
• بلورة أيونية

ومن ناحية أخرى، ثلاثية الميل، أحادية الميل، معينية، رباعية، مكعبية، ثلاثية متساوية الأحرف، وسداسية.

تصنف ال14 نوعاً في 7 أصناف أو أنظمة رئيسية هي:

طرق تعيين البناء البلوري

حيود الأشعة السينية

من جهة ثانية، الدراسات التي تقوم بتعيين البناء البلوري للأملاح والمعادن تعتمد على طرق القياس الآتية:

حيود الإلكترونات

البناء البلوري لملح الطعام

وفي السياق ذاته، أي أن ذرات المادة (أو أيوناتها) تترتب وفق نمط منتظم متكرر، ويمكن تقسيمها إلى أصغر خلية وهي وحدة خلية وتحمل وحدة الخلية جميع الصفات الهندسية للبلورة الكبيرة.

إضافةً إلى ذلك، وبفحص بلورات المعادن المختلفة وجدنا 7 أنظمة بلورية وأربع عشرة شبكة بلورية تقدم وصفاً لمواقع الذرات والاتجاهات البلورية والمستويات البلورية.

علاوةً على ذلك، تنحصر البنية البلورية لأغلب المعادن في واحدة من ثلاثة أنواع بسيطة على الأغلب. تبدي المركبات السيراميكية ذات التركيب الكيميائي الواسع بناءات متعددة منها البسيط ومنها المعقد، ولكن أغلبها (مثل السيليكات) معقدة البنية.

إضافةً إلى ذلك، وإذا نظرنا إلى توزيع الأيونات من أسفل إلى أعلى وجدنا الحال لا يختلف.

من جانب آخر، وإذا نظرنا إلى تتابع الأيونات من الأمام إلى الخلف وجدنا كذلك أن أيون الكلور يتبعه أيون للصوديوم ثم يتبعه أيون للكلور.. وهكذا.

في هذا الإطار، ويبين الشكل توزيع أيونات الصوديوم (أحمر)، وتوزيع أيونات الكلور (أخضر) في البلورة العيانية (الكبيرة). فنرى من اليمين إلى اليسار أيونان للكلور يتبعه أيونان للصوديوم ثم يتبعه أيونا للكلور.. وهكذا.

مادة لابلورية

وفي هذا السياق، المادة اللابلورية هي مادة صلبة لا تتوزع فيها الذرات توزيع منتظما على نطاق بعيد، ويكون توزيع الذرات فيها عشوائيا، بمعنى أن توزيع الذرات فيها لا يتبع أي نظام من الأنظمة البلورية. وقد تتسم ببعض النظام على النطاق القصير (حيز 10 - 20 ذرة)، ولهاذا تسمى جوامد لابلورية. مثال على ذلك بنية الزجاج والبوليسترين وكذلك الحلوى. تتصف الجوامد ذات نظام بلوري على النطاق البعيد (أي نظام واحد يشمل البلورة من أولها إلى أخرها) بالبلورات.

الحبيبات البلورية

وفي هذا السياق، الحبيبات البلورية هي مواد مكونة من حبيبات بلورية كثيرة لها أحجام مختلفة وعشوائية التوزيع. يمكن عن طريق ضبط عملية التبلور التوصل إلى تقليل عشوائية التوزيع بحيث تنتظم البنية البلورية ونحصل على ما يسمى بلورة أحادية.

وعلى صعيد آخر، تبين الصورة المجاورة تكون الحديد الصلب من حبيبات، تشكل كل منها بلورة أحادية تتبع النظام البلوري الخاص بالحديد، وتتوزع فيه البلورات الأحادية توزيعا عشوائيا بالنسبة للاتجاه.

علاوةً على ذلك، وتعتبر أغلب المعادن وخزف موادا متعدد البلورات، وكثيرا ماتسمى البلورات الأحادية الصغيرة فيها بالحبيبات. ويمكن تصور كثيرة البلورات عند طحن بلورة أحادية، فكومة المسحوق تشكل مادة متعدد البلورات.

بلورة أحادية

ومن ناحية أخرى، بلورة أحادية (بالإنجليزية:single crystal) هي مادة صلبة تتميز بامتداد الشبكة البلورية فيها من أولها إلى آخرها مكونة بلورة كبيرة منتظمة. وتتكون البلورة الأحادية مثلا عن طريق تغطيس بلورة صغيرة في محلول مشبع بمادة البلورة، وتكون البلورة الصغيرة بمثابة بذرة تتراص عليها الذرات أو الجزيئات، وتأخذ كل ذرة من ذرات المذاب موضعها بالضبط في الشبكة البلورية وبذلك تنمو البذرة إلى بلورة أحادية كبيرة.

أنواع الشبكات البلورية

ومن جهة أخرى، 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 فضلًا عن المكعب الثماني، المجسم المعيني، المجسم الرباعي السطوح، المجسم الإثني عشر سطحي، والعشروني أو المجسم ذو العشرون سطحا.

من جهة ثانية، 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.

من جهة ثانية، 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.

كذلك، النظام الثلاثي الميول: هو النظام البلوري الذي يتكون بواسطة ثلاثة محاور يتقاطعون معا بزوايا ثابتة وصحيحة اثنان من تلك المحاور لها نفس الطول على نفس المستوى والمحور الثالث الرئيسي إما أن يكون أطول أو أقصر من المحورين الآخرين. 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 أربعة إما أسطح هرمية أو ثمانية أسطح هرمية متعاكسة.

من جانب آخر، 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 وبناء 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 أما 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.

وعلى صعيد آخر، 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 الخصائصية 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:

من جانب آخر، النظام السداسي: هو نظام بلوري له من ثلاث إلى أربعة محاور على 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 الإثني عشر سطحا والهرم المزدوج في النظام السداسي.

ومن جهة أخرى، النظام المعيني: لديه ثلاث زوايا قائمة، لكن لديه محاور ذات أطوال مختلفة. وهي ثلاثة محاور متعامدة ومرآة تناظر ولهذا النظام أربعة أنواع منها: معيني قائم بسيط، معيني قائم مركزي القاعدة، معيني قائم مركزي الجسم، معيني قائم مركزي الوجه.

أنواع التبلور

• توجدالمادة الصلبة في إحدى من ثلاثة تصنيفات بالنسبة إلى بنيتها البلورية، هي:
• بلورة أحادية.
• كثيرة البلورات.
• مادة لابلورية.
• وتفصيل تلك التصنيفات كالآتي:

حيود النيوترونات

ومن جهة أخرى، كما يمكن تعيين البناء البلوري المغناطيسي بواسطة حيود النيوترونات.