imported>MrBenjo: +Normdaten

2024-03-19T18:29:53Z

+Normdaten

Neue Seite

Die '''Kristallographie''' (alternative Schreibung '''Kristallografie''') oder '''Kristallkunde''' ist die Wissenschaft von den [[Kristall]]en, ihrer Struktur, Entstehung oder Herstellung und ihrer Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten.

== Geschichte ==
Erste Ansätze zu einer systematischen Erfassung von Mineralien finden sich bei [[Theophrastos von Eresos]] (371–287 v. Chr.) und speziell der Kristalle im Werk ''[[Naturalis historia]]'' von [[Plinius der Ältere|Plinius dem Älteren]] (23/24–79 n. Chr.), der beispielsweise den oktaedrischen [[Kristallhabitus]] und die extreme Härte von [[Diamant]]en beschreibt. In seinem 1546 erschienenen Buch ''De natura fossilium'' teilt [[Georgius Agricola]] Minerale nach ihren physikalischen Eigenschaften ein und kommentiert deren geometrische Formen. [[Johannes Kepler]] gelangte bei seiner Analyse des Aufbaus der sechseckigen Schneeflocken in seiner Schrift ''Strena seu de nive sexangula'' 1611 zur sogenannten [[Keplersche Vermutung|Keplerschen Vermutung]], die bestmögliche Kugelpackungen beinhaltet.

Die ersten wissenschaftlichen Untersuchungen an Kristallen betrafen ihre äußere Form und ihre geometrischen Eigenschaften. So entdeckte [[Nicolaus Steno]] 1669 das Gesetz der [[Winkelkonstanz]], dem zufolge die [[Winkel]] zwischen kristallographisch gleichen Flächen desselben Minerals stets gleich groß sind.<ref>Hans Seifert: ''Nicolaus Steno als Bahnbrecher der modernen Kristallographie.'' In: ''Sudhoffs Archiv'' 38, 1954, S. 29–47.</ref> [[René-Just Haüy]] formulierte 1801 das „[[Rationalitätsgesetz|Dekreszenzgesetz]]“ und das „Symmetriegesetz“; er war der erste, der den Begriff der [[Symmetrie (Geometrie)|Symmetrie]] in einer formalen Definition in die Kristallographie einführte.

Die Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelte [[Gruppentheorie]] wurde von den Kristallographen schnell übernommen. Nach Vorarbeiten [[Leonhard Sohncke]]s ([[Sohncke-Raumgruppe]]n, 1876) gelang [[Arthur Schoenflies]] und [[Jewgraf Stepanowitsch Fjodorow]] 1890/91 die Ableitung aller 230 kristallographischen [[Raumgruppe]]n.

Der Beweis, dass Kristalle dreidimensional periodisch aufgebaut sind, gelang [[Max von Laue]] mit Hilfe der [[Röntgenbeugung]] 1912. Die Bestimmung der Strukturen von einfachen anorganischen Kristallen wie [[Natriumchlorid]] (NaCl) konnte bald darauf von [[William Henry Bragg]] und [[William Lawrence Bragg]] durchgeführt werden. Diese Methode ermöglichte in den folgenden Jahrzehnten die Aufklärung der Kristallstruktur der [[Desoxyribonukleinsäure]] durch [[Rosalind Franklin]], [[James Watson]] und [[Francis Crick]] (1953) und der des [[Insulin]]s durch [[Dorothy Crowfoot Hodgkin]] (1969) sowie die Entdeckung von fünfzähligen Symmetrieachsen ([[Quasikristall]]) in einer schnell abgekühlten Aluminium-Mangan [[Legierung]] durch [[Dan Shechtman]] und Mitarbeiter (1984).

Das Jahr 2014 wurde von der [[Vereinte Nationen|UNO]] zum [[Internationales Jahr der Kristallographie|Internationalen Jahr der Kristallographie]] ausgerufen.<ref>{{Webarchiv|url=http://www.iycr2014.de/ |wayback=20140326072256 |text=Internationales Jahr der Kristallographie }}</ref> Die Bedeutung der Kristallographie zeigt sich auch daran, dass für bahnbrechende Fortschritte in kristallographischen Techniken und daraus resultierenden Ergebnissen bis jetzt 29 Nobelpreise verliehen wurden.<ref>[http://www.iucr.org/people/nobel-prize International Union of CRYSTALLOGRAPHY]</ref>

== Untersuchungsgegenstand ==
Historisch gesehen ist die Kristallographie ein Teilgebiet der [[Mineralogie]], aus der sie entstanden ist. Kristalle können als Materialien Untersuchungsgegenstand der Forschung sein. In diesem Sinne ist die Kristallographie eine [[Materialwissenschaft]], die [[physik]]alische und [[Chemie|chemische]] Parameter von Kristallen bestimmt und die in ihnen auftretenden physikochemischen Prozesse untersucht. Die untersuchten Kristalle können natürlichen ([[Mineral]]e) oder synthetischen (zum Beispiel [[Keramik]]en, [[Metall]]e, gezüchtete Kristalle von organischen Molekülen oder biologischen Makromolekülen) Ursprungs sein. Es kann sich dabei also um [[Anorganische Chemie|anorganisch]]e oder [[Organische Chemie|organisch]]e Stoffe handeln, einschließlich biologischer Makromoleküle wie [[Protein]]e. Ein wichtiges Teilgebiet der Kristallographie ist die [[Kristallstrukturanalyse]], womit der atomare Aufbau der Kristalle untersucht wird. Neben der Struktur und Packung der Atome und Moleküle in dem Kristall, welche die physikalisch-chemischenen Eigenschaften des kristallinen Materials bestimmt, wird dabei auch die [[Konstitution (Chemie)|Konstitution]], [[Stereochemie]] und [[Konformation]] von [[Molekül]]en im Kristall analysiert. Diese Methode hat damit auch große Bedeutung in der [[Chemie]], [[Biochemie]] und [[Strukturbiologie]] von Molekülverbindungen und [[Komplexchemie|Komplexverbindungen]], auch wenn der kristalline Zustand oder überhaupt die Struktur im Festkörper nicht Interesse der Forschung ist.

== Untersuchungsmethoden ==
[[Datei:Goniometer 0228.jpg|miniatur|Ein Zweikreis[[goniometer]] zur Messung der Kristallwinkel. Die Ablesegenauigkeit auf den Teilkreisen ist besser als eine [[Bogenminute]]]]
Für Untersuchungen der Form von Kristallen benutzt man Methoden der [[Geometrische Optik|geometrischen Optik]] wie die [[Reflexionsgoniometrie]], bei welcher der [[Reflexion (Physik)|Reflexionswinkel]] des Lichtes zur Bestimmung der Lage einer Kristallfläche im Raum genutzt wird. Eine Standardmethode zur Bestimmung der [[Optik|optischen]] Eigenschaften von Kristallen ([[Lichtbrechung]], [[Doppelbrechung]], [[Pleochroismus]], [[Bireflektanz]], [[Anisotropieeffekt]]e) ist die [[Polarisationsmikroskopie]], die sich die Erkenntnisse der [[Wellenoptik]] zunutze macht. Mit Hilfe des [[Universaldrehtisch]]s, auch als [[Fjodorow-Tisch]] bezeichnet, der einen Zusatz zum Polarisationsmikroskop darstellt, wird durch freie [[Rotation (Physik)|Rotation]] der Probe in allen Richtungen die Bestimmung der Orientierung der in ihr enthaltenen Kristalle ermöglicht.

Heute ist die [[Röntgenbeugung]] die Standardmethode zur Bestimmung von Kristallstrukturen, obwohl es inzwischen auch andere Methoden wie zum Beispiel die [[Neutronenbeugung]] gibt. Während Beugungsmethoden Informationen über den Aufbau des Kristalls als Ganzem liefern, ermöglicht es die [[Spektroskopie]], die nähere Umgebung einzelner Atome zu erforschen. Mit Methoden wie der [[IR-Spektroskopie]], der [[Raman-Spektroskopie]], der [[Elektronenspinresonanz]] und der [[Kernspinresonanz]] können die [[Koordinationszahl]] einzelner Atome bestimmt und der Einbau von Fremdatomen nachgewiesen werden.

== Teildisziplinen ==
[[Datei:Snow crystallization in Akureyri 2005-02-26 19-03-37.jpeg|mini|[[Eis]]kristalle bilden sich bei hoher Luftfeuchtigkeit und niedriger Temperatur]]
;Geometrische Kristallographie:
* [[Kristallmorphologie]]
* [[Gruppentheorie]]

;Physikalisch-Chemische Kristallographie:
* [[Keimbildung]]
* [[Kristallwachstum]]
* [[Kristallstrukturanalyse]]
* [[Kristalloptik]]
* [[Kristallchemie]]

;Technische Kristallographie:
* [[Kristallzüchtung]]

== Studium ==
In [[Deutschland]] konnte Kristallographie als selbständiges Fach und als Fachrichtung des Studiengangs [[Mineralogie]] studiert werden. Nach dessen Zusammenlegung mit der [[Geologie]] und der [[Geophysik]] werden kristallographische Lehrinhalte in den neuen gemeinsamen [[Bachelor]]- und [[Master]]studiengängen „[[Geowissenschaften]]“ vermittelt. In der [[Schweiz]] existiert ein eigener Studiengang Kristallographie; diesen gab es auch in der [[Deutsche Demokratische Republik|DDR]]. Absolventen dieser Studiengänge führen den akademischen Grad „Diplom-Kristallograph“. Vorlesungen über Kristallographie sind unter anderem auch Teil der Studienrichtungen [[Physik]], [[Chemie]], [[Materialwissenschaft und Werkstofftechnik]].

== Literatur ==
* [[International Tables for Crystallography]]
* {{Literatur|Hrsg=[[Joachim Bohm (Kristallograph)|Joachim Bohm]], Detlef Klimm, Manfred Mühlberg, Björn Winkler|Titel=[[Will Kleber]]: Einführung in die Kristallographie|Auflage=20|Verlag=[[Walter de Gruyter (Verlag)|De Gruyter]]|Ort=Berlin/Boston|Datum=2021|ISBN=978-3-11-046023-0}}
* {{Literatur|Autor=Walter Borchardt-Ott, Heidrun Sowa|Titel=Kristallographie – Eine Einführung für Studierende der Naturwissenschaften|Auflage=9|Verlag=[[Springer Spektrum]]|Ort=Berlin|Datum=2018|ISBN=978-3-662-56815-6}}
* {{Literatur|Autor=Frank Hoffmann|Titel=Faszination Kristalle und Symmetrie – Einführung in die Kristallographie|Auflage=1|Verlag=[[Springer Spektrum]]|Ort=Berlin|Datum=2016|ISBN=978-3-658-09581-9}}
* {{Literatur|Hrsg=José Lima-de-Faria|Titel=Historical Atlas of Crystallography|Auflage=1|Verlag=[[Springer Science+Business Media|Springer Science+Business]]|Ort= Dordrecht|Datum=1990|ISBN=978-0-7923-0649-8}}

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
{{commonscat|Crystallography}}
* [http://www.dgk-home.de/ Deutsche Gesellschaft für Kristallographie]
* [http://www.crystallography.net/ Crystallography Open Database]
* [http://www.iucr.org/ International Union of Crystallography]

* [http://www.jcrystal.com/steffenweber/ Kristallographie-Seite von Steffen Weber mit anschaulichen Java-Applets]
* [http://www.cryst.ehu.es/ Bilbao Crystallographic Server] ([[Universität Baskenland]])

* {{Webarchiv | url=http://mineralogie.uni-wuerzburg.de/links/teach/teaching.html#min | wayback=20090124030537 | text=Linkverzeichnis zu Einführungen in die Kristallographie}} (auf Englisch)
* [http://scienceblog.at/wunderwelt-der-kristalle Rupp: Wunderwelt der Kristalle — Die Kristallographie feiert ihren 100. Geburtstag]
* [http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/index-en.html Crystallography — CSIC Seite um Kristallographie zu lernen]

{{Normdaten|TYP=s|GND=4033217-2|LCCN=sh85034498|NDL=00565652}}

[[Kategorie:Kristallographie| ]]
[[Kategorie:Teilgebiet der Chemie]]

Kristallographie - Versionsgeschichte

imported>MrBenjo: +Normdaten