ما هي الخواص الخارجية للبلورات المعدنية؟
من أهم المكونات للشكل الخارجي للبلورة هي الأوجة البلورية، بالإضافة إلى الأحرف البلورية والزوايا بين الوجهين، إن المواد المتبلورة تشكل ما يعرف بالبلورات، والتي تكون محددة بعدد من الأسطح أو الأوجه ومرتبة في نظام هندسي محدد، تقوم بتحديد الشكل الخارجي للبلورة وتم تعريف هذه الأسطح بأنها الأوجه البلورية، أي أن الأوجه البلورية هي الأسطح أو المستويات التي تحد البلورة من الخارج وتقوم بتعيين شكلها الهندسي المنتظم.
من الممكن أن نجد لهذه الأوجه البلورية علامة في النظام الذري الداخلي، حيث أن ترتيب الذرات أو الأيوانات في الشبكة الفراغية خلال نمو المادة المتبلورة تتشكل في عدة أسطح أو مستويات، يمر البعض منها في أكبر عدد من الأيونات أو الذرات، والبعض الآخر منها يمر بأعداد قليلة من الأيونات والذرات، لكن الأوجه البلورية تكون في المستويات التي تتضمن أكبر عدد من الذرات.
كما أنه من الواضح أن الأسطح أو الأوجه البلورية التي من الممكن تكونها هي تلك التي تشمل أكبر عدد من الذرات؛ لهذا السبب نجد أن السطح أو الوجه الخارجي يكون هو المستوى الأكثر احتمالاً لتشكيل أوجه بلورية، والأوجه البلورية من المحتمل أن تكون متشابهة في البلورة الواحدة أو غير متشابهة، وتعتمد طبيعة الوجوه البلورية على الظروف الفيزيائية والكيميائية التي تحيط بالبلورة خلال نموها.
قد تكون بلورات المعدن الواحد صغيرة أو كبيرة ذات شكل مكتمل أو مشوه؛ لهذا السبب قاموا بتقسيم بلورات المعادن منها ما يعرف بالبلورات ذات الأوجه الكاملة، حيث تكون كل الأوجه البلورية للمعدن بارزة، أما البلورت ذات الأوجه الناقصة هي التي تكون فيها بعض الأوجه واضحة والبعض الآخر يكون غير ظاهر، وأخيراً البلورات التي تكون عديمة الأوجه، حيث فيها ينعدم ظهور أي وجه من أوجه البلورة حينها يتبين المعدن على هيئة حبيبات متجمعة مع بعضها البعض.
تعرف أحرف البلورة بأنها الحدود الخارجية للبلورة وتنتج بسبب تلاقي وجهين بلورين متجاورين، يكون الحرف موازي للخط الذي يقع عليه أكبر عدد من الذرات، إن الأوجه البلورية تملك علاقة قوية مع الترتيب الداخلي للبلورة، وينتج عن ذلك علاقة مستمرة بين الأوجه البلورية والزوايا التي تشكلها هذه الأوجه، حيث تعرف بالزوايا بين الوجهين.
والزوايا بين الوجوه تعرف بأنها تنتج من خلال تلاقي أي وجهين بلوريين متجاورين، ويتم تقديرها بلورياً بقيمة الزاوية المحصورة بين العمودين الساقطين على هذين الوجهين؛ (أي يكون مساوي لقيمة الزاوية المكملة للزاوية المحصورة بين الوجهين البلوريين)، هذا ما يعرف بقانون ثبات الزاوية بين الوجوه البلورية.
وقانون ثبات الزاوية بين الوجوه البلورية ينص على ثبات الزاوية بين الوجوه البلورية في بلورات المعدن الواحد عند درجة الحرارة الواحدة مهما كان حجم البلورة، ويتم قياس الزوايا بين الوجوه البلورية من خلال جهاز الجونيومتر وأبسط هذه الأنواع هو جونيومتر التماس؛ وهو جهاز يشبه المنقلة ويستخدم في قياس الزوايا بين الوجوه البلورية وفي البلورات الكبيرة، ومن الممكن التعرف على الكثير من المعادن عن طريق معرفة قيمة الزاوية بين الوجوه البلورية للمعدن.
إن بلورة المعدن الواحدة تختلف في الطبيعة من جهة مظهرها الخارجي، إلا أن الزاوية الواقعة بين الوجوه البلورية ثابتة، فعلى سبيل المثال بلورة المكعب توجد في الطبيعة على هيئة المكعب أو المفلطح أو المنشوري أو بشكل الأبري، لكن في كل الحالات تكون الزاوية بين الوجوه البلورية ثابتة القيمة؛ نظراً لأن البناء الداخلي وترتيب الذرات لم يتغير، أي أن الوحدات البنائية (المكعب) تكون ثابتة في كل المظاهر الخارجية للبلورة خلال عملية نمو البلورة.
من الممكن أن تؤثر الظروف المحيطة على نمو البلورات، مما يتسبب في إضافة الوحدة البنائية بنسب متساوية في الأبعاد الثلاثة، فينتج المكعب أو تضاف بشكل كبير إلى نسب متساوية في بعدين فقط وبسرعة كبيرة نسبياً في بعد واحد، فقط تتشكل بلورة منشورية أو أن تكون السرعة كبيرة جداً مما ينتج بلورة إبرية الشكل.
يرجع السبب في تباين حجم البلورات أو مظهرها الخارجي خلال الظروف المحيطة إلى النمو، مثل نوع المحلول وكمية نقاوة المحلول ومعدل التبريد خلال عملية التبلور والحيز الذي تحدث فيه عملية التبلور المعدني، وإذا تم التلاقي في أكثر من وجهين خلال بلورة واحدة فإنه ينتج ما يعرف بالزوايا الركنية، وتحتوي البلورات على التماثل البلوري ومحول التماثل الدوراني.
