شبكة بلورية

الشبكات الكرستالية هي مجاميع وتراكيب كرستالية بنائية تقوم على أساس نظام محوري يتبع النسق والعادة المكتسبة للبناء الكرستالي الاساسي الناشئ بظروف تحاكي الأسس الأولى لتلك النظم.ومعظم النظم الشبكية الكرستالية غير منتظمة الشكل الخارجي بسبب العوامل المحيطة بها أثناء التكوين ولكن لها نظم تكوينة منتظمة جدا وعندما تكون الاشكال الخارجية المنتظمة فانها قد تأسست على حساب اعتبارات أخرى، وتبقى الاسطح الهرمية دائما متواصلة ومستقرة ونظامية ومستديمة باستمرار، ولكن عند اندماج نظامين كرستاليين معا أثناء التكوين فان النتيجة هي شكل معقد وعسير ومضاعف الانطواء يصعب تحديده أحيانا.

أنواع الشبكات البلورية

تتكون الشبكات البلورية في الاحجار الكريمة من سبعة أنواع متشابه شكلا ولكنها مختلفة مضمونا كما جاءت في كتاب الاحجار 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 الخصائصيه 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 :

• النظام الثلاثي الميول: هو النظام البلوري الذي يتكون بواسطة ثلاثة محاور يتقاطعون معا بزوايا ثابته وصحيحة اثنان من تلك المحاور لها نفس الطول على نفس المستوى والمحور الثالث الرئيسي اما ان يكون أطول أو أقصر من المحورين الاخرين. 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 اربعة إما أسطح هرمية أو ثمانية أسطح هرمية متعاكسة.

• 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.

• النظام المعيني: لديه ثلاث زوايا قائمة، لكن لديه محاور ذات أطوال مختلفة.وهي ثلاثة محاور متعامدة ومرآة تناظر ولهذا النظام اربعة أنواع منها : معيني مستقيم بسيط، معيني مستقيم مركزي القاعدة، معيني مستقيم مركزي الجسم، معيني مستقيم مركزي الوجه.

• النظام الرباعي الاضلاع: وهو النظام الذي ينشأ نتيجة جذب شبكة بلورية مكعبة باتجاه أحد المتجهات، بحيث يصبح المجال الفراغي عبارة عن منشور مستطيل له قاعدة مربعة

• 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 وبناءا 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 اما 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.

• النظام السداسي: هو نظام بلوري له من ثلاث إلى اربعة محاور هلى 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 الاساسية للموشورات والهرميات وكذلك الشكل الهرمي ذو الاثني عشر سطحا والهرم المزدوج في النظام السداسي.

• 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 بالإضافة إلى المكعب الثماني، المجسم المعيني ,المجسم الرباعي السطوح ,المجسم الاثني عشر سطحي، والعشروني أو المجسم ذو العشرون سطحا،

الشبكات البلورية السبعة

نظام الشبكات السبعة	The 14 Bravais lattices
ثلاثي الميل	P
	Triclinic
احادي الميل ذو انحدار مائل مفرد	P	C
	Monoclinic, simple	منحدر مائل مفرد ذو قاعده مركزية
نظام المعين المستقيم	P	C	I	F
	Orthohombic, simple	Orthohombic, base-centered	Orthohombic, body-centered	Orthohombic, face-centered
النظام الرباعي الاضلاع	P	I
	Tetragonal, simple	Tetragonal, body-centered
منشوري سداسي منتظم	P
	Rhombohedral
نظام سداسي	P
	Hexagonal
نظام تكعيبي	Cubic, simple	Cubic, body-centered	Cubic, face-centered

النمو البلوري في الالماس

النمو الكريستالي في ألماس هو إضافة ذرة جديده وأيونات إلى ذرة أخرى أو ما يسمى البولمير (polymerization) أي بمعنى اتحاد جزئين أو أكثر من أي مركب ما لتشكيل مركب ذي وزن جزئي أكبر وتحويلة إلى مركب آخر) فيتحول تركيب الكربون الذري إلى خاصية تنظيم مخططه أو متشابكه (شبكه) كرستالية جديده ويحدث التحول إلى كرستال على مرحلتين تسمى المرحله الأولى النمو الذري (Nucleation occurs). وهو عباره عن مثال ونموذج متكرر يحاكي النسق والعاده المكتسبة لذرة الكربون التي تبنتها من بعض المعادن المتصلبه أو المتوحدة التكوين، وبما ان الألماس هو أول عنصر عرف عنه هذا النوع من التنبي لتلك العاده فان عناصر أخرى ثم اكتشافها فيما بعد عرف عنها تتبني نفس النسق في البناء الكرستالي وتقع معظمها في المجموعة الرابعة من الجدول الدوري

النظام التكعيبي

ينشأ وينمو وينتشر النظام الكرستالي بوصفه وشكله الجديد كنتيجة للتغير الذري للكربون، ويكون انتشاره سريعاً ومن الموقع المتنوي nucleating site باتجاه الخارج مبتعدا عن موقع التغير والحدود (outwards)وفي هذه العملية السريعه فان العناصر المكونه تتصرف كانها الباعث أو المحفز أو المحرك(motif) أو بلغة أخرى(كمرتب سلفاً) ومقدماً للنظام الكرستالي الناشئ وتعتبر هذه بداية التكوين الذري الجديد للشبكه الكرستالية للماس.

النمو البلوري في الزمرد

إن النسق الكرستالي للزمرد مثل الكثير من المعادن إما أن تتبناه من معادن أخرى أو أنها تطور ذلك النسق خلال عمليات التكوين، وللزمرد نسق كريستالي سداسي أو النظام البلوري السداسي وهو مثل غيره مختلف المراكز والموضع ينتهي بموشورات سداسية ويتأثر هذا النوع من النسق الكرستالي بمجموعة عوامل منها تداخل نوعين أو أكثر من النظم الكرستاليه معا لتشكيل نظام جديد أو وجود لآثار تضامين وشوائب من عناصر أو معادن خلال عملية التكوين فتؤثر في الشكل العام للكرستاله أو تعطي لونا محددا مألوفا الأخضر ومشتقاته مما يؤدي إلى تحديد المدى والتنوع اللوني في الزمرد.

Hexagonal

النمو البلوري في الياقوت

إن النسق الكرستالي للياقوت مختلف المراكز والموضع ينتهي بموشورات سداسية مجدوله ومنتهية ويسمى (المجدول أَو الرقائقي) ويوصف بأنه مستوي على شكل قرصي بارز ريشي الشكل أو مستدق ويتأثر هذا النوع من النسق الكرستالي بمجموعة عوامل منها تداخل نوعين أو أكثر من النظم الكرستالية معا لتشكيل نظام جديد أو وجود لآثار تضامين وشوائب من عناصر أو معادن خلال عملية التكوين فتؤثر في الشكل العام للكرستاله مما يؤدي إلى تنوع المدى اللوني في الياقوت، وينتمي إلى النظام الثلاثي الكرستالي أو (سداسي غير متوازي الأضلاع) إلى النموذج (Symbol (-3 2/m) Space Group: R-3c)

نظام ثلاثي الميل نظام سداسي موشورات

النمو البلوري لمجموعة الكوارتز

ملف:Triclinic.svg

النظام المحوري الثلاثي

ينتمي الكوارتز إلى مجموعات الميل الثلاثي المحوري في النظم البلوريه وهو النظام المتشعب والهجين في علوم الاحجار الكريمة يعتبر السترين من أحجار الكوارتز الهجينة فهناك عدة أنواع متفرعة عن النظام البلوري الاصل ولذلك يتراوح المدى اللوني لتلك الاحجار من الوردي الشاحب إلى البني المعتم وما بين ذلك حسب درجة الشوائب وأنواعها ومن ناحية بصرية فانه لا يمكن لعين الإنسان العادي التميز ما بين السترين الاصفر من بعض أنواع الأحجار الصفراء الأخرى مثل حجر التوباز Topaz الاصفر والتوباز الدخاني المائل للاصفر smoky quartz وحجر Amethyst "الجمشت" أو الحجر الارجواني الذين يعتبران أيضا من عائلة الكوارتز مثلا وليس حصرا (وهذا ما سأتعرض له لاحقا في هذا المقال)

ملف:Quartz, Tibet.jpg

الكوارتز بشكل عام دون تداخل أو شوائب

ملف:Amethyst. Magaliesburg, South Africa.jpg

الجمشت الارجواني \ كوارتز بشوائب الحديد والكبريت

لكن ما هي مواصفات النمو البلوري في السترين وما هي مميزاته، ان ما يميز الشبكة البلورية للسترين أنها تتداخل مع شبكات بلورية أخرى خلال مراحل النمو والانبعاث من الموقع المتنوي (بمعنى موقع ابتداء التكوين البلوري تحت الظروف الخاصة لكل عنصر)ومن تلك العتاصر للذكر وليس للحصر شوائب مجموعات الحديد الثلاثية وهو ما يرمز إليها (oxidation number of +3) عدد أكسدةِوكذلك (oxidation number of +2) فعندما يتداخل الحديد بنسب معينة كشوائب في الشبكة البلورية فانه يحدث عيوبا في تلك الشبكة وتلك العيوب سواء كانت شوائب أو انحرافات تكوينة في الشبكة البلوريه هي التي تسبب المدي الواسع من التنوع اللوني. وهناك موضوع حساس من الناحية اللونية في الاحجار الكريمة بشكل عام ان الحديد كشوائب في الشبكات البلورية يسبب اللون الاصفر ولكن في الياقوت يسبب اللون الاحمر ويدرس خبراء ألماس والاحجار الكريمة الكميات والنسب لتلك الشوائب في الاحجار لمعرفة النسب المناسبة لإنتاج احجار كريمة صناعية بالالوان المطلوبة تجاريا، وقد نتج عن تلك الدراسات الوان لاحجار سترين بجميع ألوان الطيف اللوني والضوئي. ويتركز أفضل الإنتاج العالمي لحجر السترين خاصة والكوارتز عامة في البرازيل وذلك بسبب وجود منظومة معادن كبيرة في الطبقات الجيولوجية المحيطة بمخزونات الكوارتز، وللتعمق في تاثير الشوائب على موجات الطيف الضوئي المار من خلال الشبكات البلورية في الاحجار الكريمة سنتعرض لاحقا لموضوع الطيف الضوئي وتاثيره في اللون بالاحجار الكريمة.

الأنواع الاساسية للكوارتز	المدى اللوني
العقيق أو يشب Agate	العقيق الأبيض المشرّط المتعدد الألوان، نصف نصف شفاف إلى نصف شفافِ
جزع	الأصفر والأحمر - والاسود إلى الاسود القاتم وبشكل متداخل بين جميع الالوان والاحتمالات
الجمشت Amethyst	الأرجواني، شفّاف - القاتم حسب نسبة الشوائب
نوع من العقيق Prasiolite	الاخضر الفاتح بجميع اطيافه وينتج مخبريا بتسخين الجمشت
الكوارتز الوردي Rose quartz	لونه وردي نصف شفاف ويميل إلى الشفافية أو التعتيم حسب الشوائب
الكوارتز الدخاني Smoky quartz	المدى اللوني من البني القاتم البليد إلى السكني المائل للأبيض مع مشحات ازرق كالدخان
السترين نوع من الكوارتز Citrine	أصفر شاحب وأصفر شفاف وبشكل عام جميع درجات اللون الاصفر
الصخر الكرستالي Rock crystal	عديم اللون تظهر فيه شقوق وثقوب التكوين وكان يعتقد قديما بانه ألماس
عين النمر Tiger's eye	المدى اللوني من الذهب الليفي الاصفر إلى الاحمر والبني مع بريق ولمعان حريري المظهر
	سطر		سطر	سطر
سطر	سطر
سطر	سطر
سطر	سطر
سطر	سطر
سطر	سطر

أنواع الاحجار الكريمة ونصف كريمة في النظم البلورية

• النظام التكعيبي: منها "ألماس diamond", " زركونيوم التكعيبي cubic zirconia", "الجرانت garnet", "فلوريت fluorite", "لازوريت lazurite"، "ماجناتيت magnetite"، "ميلانيت melanite"، "الاسبنيل spinel".

• النظام الرباعي:" زركونيوم", "Anatase" هو حجر كرستالي متكون من أكسيد التيتانيوم الرباعي أو تيتانيا،

• النظام السداسي :"الزمرد", "مورجنايت"، "ثاموسيت"، أكوامارين وهو من ضمن مجموعة البريل beryl حجر كريم أخضر عادة

• النظام الثلاثي : "الياقوت sapphire " الازرق الزفير، "العقيق" ,Amethyst "الجمشت" أو الحجر الارجواني ويعتبر من عائلة الكوارتز وهو أيضا موشور ذو أضلاع 6 مُنْتَهي بهرم ذو أضلاع 6 (مثالي),"السترين" الاصفر وهو نوع من الكوارتز اما السترين التجاري فهو اما الجمشت أو الكوارتز الدخاني معالج حراريا ولونه أصفر شاحب، "الياقوت" وهو الكورندوم أو أكسيد الالمنيوم، "اليشب" أو الجاسبر حجر كريم اخضر ضارب للسواد، "المغناسيت" وهو حجر شبه كريم من كربونات المنغسيوم. "الكوارتز" وهو حجر نصف كريم شفاف ولا لون له يتكون من ثاني أكسيد السليكون ويتواجد في الصخور النارية والمتحولة والرسوبية ويعد من أكثر المواد توافرا في الأرض وله نوعان من التبلور الخشن والخفيف، " حجر الشمس Sunstone"، "الهيماتيت" أو حجر الدم وهو من خامات الحديد يصبح احمر عندما يسخن، "الترمالين Tourmaline" حجر نصف كريم وهو كرستالي من عنصر السيلكات يتحد مع عدة عناصر مثل الحديد، الالمنيوم، ألمنغيسوم، الصوديوم، البوتاسيوم ,أليثيوم وغيرها

• النظام المعيني: "توباز" topaz, "تانزنايت" tanzanite, "الزبرجد" peridot وهو حجر كريم شفاف اخضر مصفر.

• النظام المعيني المستقيم :adamite الآدمنت حجر صلب زعموا انه ألماس وهو شديد الصلابة، alexandrite، aragonite، tanzanite،

• النظام الاحادي الميل: "الحجر الصفيري" sapphirine، "حجر القمر" moonstone وهو سيلكات بوتاسيوم الالمنيوم ويتكون ضمن عمليات كيميائية معقده وحامضية من ضمن عمليات نشؤ الصخور المسامية كبناء معماري تكتوني متعلق بنشؤ أديم الأرض والقوى المؤدية اليه واشكال الاحجار الناشئة عن ذلك، "الملكيت المرمر الأخضر " malachite حجر شبة كريم ويتكون من خام النحاس نتيجة اتعرضه لعوامل الجو وعادة ما يتواجد مع Azurite لازورد الازرق السماوي وهو حجر نصف كريم مشتق من هذا المعدن.

• اللاشكلية بلورية: هناك بعض الاحجار الشبة كريمة لا يوجد لها شكلية بلورية الا انها من الاحجار النصف كريمة ومنها الاوبال Opal، جزع اليماني onyx غالبا ما يوجد على شكل مستطيل, وهو مماثل للعقيق من حيث التكوين، عقيق agate وهو صخور بركانية حامضية ويتكون من بلورات رقيقة جدا مبهمة ويعتبر من أنواع الكوارتز ولونه من الأبيض إلى الاسود، عين النمر Tiger's eye وهو من أنواع الكوارتز أيضا, "يشب""اليشم" أو "الجاد " يوجد بجميع الألوان ما عدا الأزرق له نوعان من النظم الذرية الا انهما يشتركان معا بالنظام الكرستالي وله اربعة أنواع اولها jadeite الجاديت وهو الطبيعي ولم يعالج إطلاقا ويعتبر بريقه ولمعانه طبيعي والثاني هو الجاديت المعالج ولكنه بقي محافظا على شكله ولونه ويطلق عايه اسم المستقر stabilized والثالث فهو المعالج وقد لطّخَ بشكل اصطناعي أَو صَبغَ بلون مصطنع والرابع فهو مزيج من الثاني والثالث.

قيم النظم الشبكية

النظام الشبكي	القيم
نظام ثلاثي الميل	$abc\sqrt{1-{\cos }^2\alpha -{\cos }^2\beta -{\cos }^2\gamma +2\cos \alpha \cos \beta \cos \gamma }$
نظام احادي الميل	$abc\sin \alpha$
نظام بلوري معيني مستقيم	$abc$
نظام رباعي الاضلاع	$a^{2}c$
نظام منشوري سداسي منتظم	$a^3\sqrt{1-3{\cos }^2\alpha +2{\cos }^3\alpha }$
نظام سداسي	$\frac{3\sqrt{3}{a}^{2}c}{2}$
نظام تكعيبي	$a^3$

انظر أيضا

• تبلور
• بلورة
• بنية بلورية
• حدسية كيبلر
• علم البلورات
• نظام بلوري
• مرو (معدن) الكوارتز
• منشور (هندسة)
• أكوامارين
• زركونيوم

المراجع

Periodic graph (crystallography)]]