البلورات هي بنيات مادية مثيرة للاهتمام بشكل كبير، تتميز بترتيب ذري منتظم ومتكرر ثلاثي الأبعاد يُظهر خصائص فريدة في الخصائص الفيزيائية والكيميائية. في هذه الدراسة المتعمقة، سنستكشف أساسيات التركيب الذري والبنية البلورية للبلورات.
## التركيب الذري
تتكون بلورات المواد المختلفة من ترتيبات مختلفة للأيونات والجزيئات والجزيئات الصغيرة الأخرى التي تسمى الوحدات النمطية. تعتمد طبيعة هذه الوحدات النمطية على نوع المادة الموجودة؛ فقد تتكون من ذرات مفردة (مثل الحديد) أو مجموعات من عدة ذرات (كما هو الحال مع جزيء الماء H2O). يمكن أن يكون هناك أيضًا أيونات موجبة وسالبة داخل البلورات، مثل تلك الموجودة في ملح الطعام NaCl.
يتضمن الترتيب الذري عادة نمط تكرار، حيث تنتظم الوحدات النمطية حول مركز محوري يسمى الموقع الشبكي. يتم تحديد موقع كل وحدة نمطية بواسطة ثلاثة إحداثيات فضائية، تُستخدم لتحديد المسافة والتوجه بالنسبة للموقع الشبكي. يعتمد الشكل العام لمجموعة مواقع شبكية معينة على شكل النظام البلوري الذي تنتمي إليه البلورة.
## الأنواع الرئيسية لأنظمة البلورات
هنالك سبع فئات رئيسية لأنظمة البلورات بناءً على أشكال هياكلها الفراغية الثلاثية الأبعاد:
1. نظام بُعد واحد (مونوكلينيك): يحتوي على محورين غير متساويَين ومستقيمَين بزوايا متفاوتة بينهما.
2. نظام مزدوج (أورثومبيك): يحمل محاور ثلاثة مستقيمة وغير مُتساوية بزاوية قائمة 90°.
3. نظام رباعي الميلان (تريموكليني): جميع المحاور الثلاثة غير متساوية ويلتف بعضُها عن الآخر بزاوية ليس بالضرورة أنها تساوي زاويتي القياسيين القياسيين 90° و 180°.
4. النظام المكعب: يحتوي على عناصر دوران C₃ وC₄ وC₇ بالإضافة إلى سطح تاوبيرجيه S₀,S₁,S₂ مما يؤدي إلى تشكيل جسم مكعبsym كلياً .
5. نظام سداسي الزوايا: يشبه النظام السابق لكن لديه ستة رؤوس متقابلة فقط وليس عشرة كما في حالة المكعبات .
6. نظام هرمي رباعي الوجه : وهو ما يعرف بالنظام الربيعي والذي يتخذ شكلاً هندسيًا عبارة عن أسطح مخروطية ملتفة .
7. نظام شبه منحرف ثلاثي الجانبين -هذا النوع الأخير يقوم ببناء مصفوفتة حلقية تحيط بها ثلاثة جوانب مستدقة باتجاه نقطة واحدة خارجية لها لدينا هنا خماسي الأوجه المخروطي المميز لهذا التصنيف الخاص بهذه القطاعات ذات الطابع الهندسي الغريب نسبيًا .
العلاقة بين التركيب الذري والبنية البلورية
يتم تحديد الهيكل الكامل للبلورة من خلال مجموعة المواقع الشبكية والنموذج الدوري لوحدتها النموذجة، والتي تحددان بدوره خواصه الفيزيائية وكيميائيته الخاصة بكل نوع مختلف منها حسب الأصل نفسه والمكونات الداخلة فيه وتوزيعاتها المنتشرة عبر مساحاته الداخلية بحسب توجهات واتجاهات ثابتة ومعروفة حتى الآن لدى العديد ممن يعمل بهذا المجال العلمي الدقيق للغاية.
