Простая кристаллографическая форма

Простая кристаллографическая форма - совокупность одинаковых по форме и размерам граней, связанных между собой при помощи элементов симметрии. Например, с помощью оси симметрии 3-го порядка можно из одной плоскости получить тригональную призму; с помощью оси 4-го порядка - тетрагональную; с помощью оси 6-го порядка - гексагональную. Пересечения простых кристаллографических форм образуют прямые линии, называемые ребрами. Преобладание тех или иных простых кристаллографических форм определяет внешний облик и габитус кристаллов. Всего существует 47 простых форм кристаллов. 32 из них относятся к низшей и средней сингонии, и 15 - к высшей сингонии. Простые формы средних и низших сингоний никогда не встречаются в высшей, и наоборот.

Посмотреть таблицу простых форм
Подробнее - для кубических кристаллов
Анимация взаимосвязи кубических форм в pps-формате (14,5 М). Выполнил студент 1 курса Волков А.С. в рамках курсовой работы на кафедре кристаллографии (2008 г.)

Простые формы могут замыкать и не замыкать пространство, соответственно этому они относятся к "открытым" и "закрытым". Поскольку открытые формы не могут существовать самостоятельно как бы сами по себе, они прежде всего образуют комбинации. Однако и закрытые формы очень часто встречаются в комбинациях. Среди простых форм комбинации чаще всего образуют призма и пинакоид, пирамида и моноэдр. Нередко совместно встречаются призма и бипирамида, иногда также куб и октаэдр. Так, например, кристалл циркона, минерала тетрагональной сингонии, обычно бывает образован комбинацией двух простых форм: тетрагональной призмы и тетрагональной дипирамиды. Призма является открытой формой, поскольку она не замыкает пространства, дипирамида же - закрытая форма, так как она полностью замыкает пространство, пусть даже в воображаемом продолжении своих граней.
Чтобы различать на кристаллах простые формы, существует несложное правило: сколько на равномерно развитом кристалле разных граней, столько будет простых форм.
Если присутствует одна-единственная открытая простая форма, не имеющая другой себе эквивалентной, её называют моноэдром. Если моноэдр имеет параллельную противоположную грань, то такая открытая простая форма - пинакоид, а если другая равнозначная плоскость не параллельна, а располагается под углом к первой, то это - диэдр. Когда две равнозначные плоскости сходятся в форме клина, образуется "сфеноид" (осевой диэдр, "полупризма"). При наличии нескольких равнозначных плоскостей, пересекающихся по параллельным ребрам, возникают различные призмы: трехсторонняя (тригональная), четырехсторонняя квадратная (тетрагональная), четырехсторонняя прямоугольная (ромбическая) и шестисторонняя (гексагональная). Пирамиды — открытые формы из нескольких равнозначных плоскостей со сходящимися в одной точке ребрами. Разновидности пирамид имеют те же названия, что и соответствующие призмы. К закрытым простым формам относятся бипирамида, октаэдр, трапецоэдр, скаленоэдр, ромбический и тетрагональный тетраэдры, тетраэдр, куб (гексаэдр), ромбоэдр, ромбододекаэдр, пентагондодекаэдр, тетрагонтриктаэдр), тетрагексаэдр и гексаоктаэдр.

Совокупности граней, обладающие одими и теми же свойствами симметрии принадлежат к одному сорту простых форм независимо от симметричных операций, с помощью которых они были выведены. Так, например, совокупность двух параллельных одинаковых граней , связанных элементами симметрии, всегда относится к пинакоиду.

При описании форм кристаллов различают простые формы и их комбинации. Так, если рассматривается кристалл, образованный гранями только одной простой формы, то принято говорить о простой форме кристалла (куб, октаэдр, ромбоэдр, скаленоэдр), если же в огранении кристалла участвуют две и более простые кристаллографические формы, то говорят о комбинационной форме кристалла (кубооктаэдр, скаленоромбоэдр).

Многообразие кристаллов не исчерпывается "гранными" простыми формами, т.е. свойственными выпуклым кристаллическим многогранникам с плоскими гранями. Для описания кристаллических фигур, не имеющих хорошо выраженной многогранной формы (напр., снежинка) были выведены также вершинные и рёберные простые кристаллографические формы.

Источники:

• Смольянинов Н.А. Практическое руководство по минералогии. М.: "Недра", 1972.
• Шафрановский И.И., Алявдин В.Ф. Краткий курс кристаллографии. М.: "Высшая школа", 1984.
• Шафрановский И.И. Лекции по кристалломорфологии. М.: "Высшая школа", 1968.
• Шубников А. В., Флинт Е. Е., Бокий Г. Б., Основы кристаллографии. М.— Л., 1940.