Cấu trúc tinh thể Khoáng vật học

cấu trúc tinh thể perovskite. Khoáng vật bridgmanite là khoáng vật phổ biến nhất trên Trái Đất cũng có cấu trúc này.[10] Công thức hóa học của chúng là (Mg,Fe)SiO3; Hạt có màu đỏ chính là oxi, hạt màu xanh lam là silicon và hạt màu xanh lục là Magie hoặc sắt.

Bản mẫu:Bài học thuật chính

Xem thêm: Tinh thể học

Cấu tạo tinh thể là sự sắp xếp của các nguyên tử trong tinh thể. Nó được tượng trưng bởi những nhóm điểm dạng lưới (Crystal lattice) được đặt lặp đi lặp lại theo một khuôn cơ bản trong không gian ba chiều, còn được gọi là ô đơn vị (Unit cell). Mạng tinh thể được đặc trưng hóa bởi tính đối xứng và chiều không gian trong ô đơn vị của nó. Chiều không gian này được tượng trưng 3 chỉ số Milller.[11]:91–92 Mạng tinh thể sẽ giữ duy trì không đổi bởi tổ chức đối xứng đối với bất cứ điểm nào trong mạng lưới: phản chiếu (Reflection symmetry), quay (Rotational symmetry), nghịch đảo (Point reflection), và quay nghịch đảo (Improper rotation) là một sự kết hợp của việc quay và phản chiếu. Tập hợp lại, chúng tạo ra một vật mang tính toán học được gọi là nhóm điểm tinh thể (Crystallographic point group) hoặc lớp tinh thể. Có tất cả là 32 lớp tinh thể. Ngoài ra, nhóm không gian của một cấu trúc tinh thể được tạo thành từ các phép đối xứng tịnh tiến (Translational symmetry) bổ sung vào các phép đối xứng của các nhóm điểm. Khi kết hợp với những điểm đối xứng, chúng tạo ra tổng cộng 230 nhóm không gian (Space group).[11]:125–126Hầu hết các khoa đại chất đều có bột có khả năng nhiễu xạ (Powder diffraction) tia Tử ngoại để phân tích cấu tạo tinh thể của khoáng vật.[8]:54–55 X-rays có bước sóng giống với độ lớn khoảng cách giữa các nguyên tử. Sự giao thoa cấu thành và phá hủy của sự nhiễu xạ giữa các sóng rải rác ở các nguyên tử khác nhau, dẫn đến một mô hình đặc biệt của cường độ cao và thấp dựa vào phần hình học của tinh thể. Ở một mẫu vật đã được xay nhuyễn thành bột mịn, tia X-rays lấy mẫu sự phân bố ngẫu nhiên của các hướng tinh thể.[12] Bột nhiễu xạ có thể phân biệt giữa khoáng vật có thể xuất hiện ở mẫu thử cầm tay, ví dụ như biến thể tridymitcristobalit[8]:54của thạch anh.Nhiều công thức cấu tạo khác nhau của khoáng vật đồng hình có mô hình bột nhiễu xạ giống nhau, sự khác nhau chính nằm ở khoảng cách và cường độ dòng. Ví dụ như cấu tạo tinh thể (NaCl) halit là nhóm không gian Fm3m; cấu tạo này được chia sẻ bởi sylvit (KCl), pericla (MgO), bunsenit (NiO), galen (PbS), alabandite (MnS), chlorargyrite (AgCl), và osbornite (TiN).[9]:150–151