فيعلم المعادنوعلم البلورات يطلق مصطلحالبنية البلورية على الترتيب الفريدللذرات فيالبلورة.[1][2][3] تتكون البنية البلورية من مجموعة من الذرات مرتبة بطريقة معينة في الشبكة البلورية. من الممكن تخيل وحدات البنية البلورية على أنها مجموعات من الذرات على شكل صناديق صغيرة تدعى الخلايا (وحدة خلية)، وبتكرار هذه الخلايا في الفضاء الثلاثي الأبعاد تتشكل البلورة العينية.
تبدأ دراسة بناء المعدن من المستوىالذري. فإذا كانت المادة معدن النحاس النقي، كان توزيع ذرات النحاس فيشبكة تبلور برافيه سهلا، نظرا لتماثل جميع الذرات المكونة للبلورة. وإذا كان تركيب البلورة من مادتين مثلملح الطعام فنحن نعرف أن ملح الطعام يتكون منكلوريد الصوديوم أي من أيوناتالكلور وأيوناتالصوديوم. ومن دراسة تركيب ملح الطعام عرفنا أن تركيبه يتخذ نظام المكعب. أي أنه يكوّن وحدات خلايا متساوية الأضلاع وتبلغ الزوايا بين الأضلاع 90 درجة.
ويبين الشكل توزيع أيونات الصوديوم (أحمر)، وتوزيع أيوناتالكلور (أخضر) في البلورة العيانية (الكبيرة). فنرى من اليمين إلى اليسار أيونان للكلور يتبعه أيونان للصوديوم ثم يتبعه أيونا للكلور.. وهكذا.
وإذا نظرنا إلى تتابع الأيونات من الأمام إلى الخلف وجدنا أيضا أن أيون الكلور يتبعه أيون للصوديوم ثم يتبعه أيون للكلور.. وهكذا.
وإذا نظرنا إلى توزيع الأيونات من أسفل إلى أعلى وجدنا الحال لا يختلف.
أي أن ذرات المادة (أو أيوناتها) تترتب وفق نمط منتظم متكرر، ويمكن تقسيمها إلى أصغر خلية وهيوحدة خلية وتحمل وحدة الخلية جميع الصفات الهندسية للبلورة الكبيرة.
وبفحص بلورات المعادن المختلفة وجدنا 7 أنظمة بلورية وأربع عشرة شبكة بلورية تقدم وصفاً لمواقع الذرات والاتجاهات البلورية والمستويات البلورية.
تنحصر البنية البلورية لمعظم المعادن في واحدة من ثلاثة أنواع بسيطة على الأغلب. تبدي المركبات السيراميكية ذات التركيب الكيميائي الواسع بناءات متعددة منها البسيط ومنها المعقد، ولكن معظمها (مثل السيليكات) معقدة البنية.
بلورة أحادية (بالإنجليزية:single crystal) هي مادة صلبة تتميز بامتدادالشبكة البلورية فيها من أولها إلى آخرها مكونة بلورة كبيرة منتظمة. وتتكون البلورة الأحادية مثلا عن طريق تغطيسبلورة صغيرة فيمحلول مشبع بمادة البلورة، وتكون البلورة الصغيرة بمثابة بذرة تتراص عليهاالذرات أوالجزيئات، وتأخذ كلذرة من ذرات المذاب موضعها بالضبط فيالشبكة البلورية وبذلك تنمو البذرة إلىبلورة أحادية كبيرة.
الحبيبات البلورية هي مواد مكونة من حبيبات بلورية كثيرة لها أحجام مختلفة وعشوائية التوزيع. يمكن عن طريق ضبط عمليةالتبلور التوصل إلى تقليل عشوائية التوزيع بحيث تنتظم البنية البلورية ونحصل على ما يسمىبلورة أحادية.
تبين الصورة المجاورة تكونالحديد الصلب من حبيبات، تشكل كل منهابلورة أحادية تتبع النظام البلوري الخاصبالحديد، وتتوزع فيه البلورات الأحادية توزيعا عشوائيا بالنسبة للاتجاه.
وتعتبر معظمالمعادنوخزف موادامتعدد البلورات، وكثيرا ماتسمى البلورات الأحادية الصغيرة فيهابالحبيبات. ويمكن تصور كثيرة البلورات عند طحن بلورة أحادية، فكومة المسحوق تشكل مادة متعدد البلورات.
المادة اللابلورية هي مادة صلبة لا تتوزع فيها الذرات توزيع منتظما على نطاق بعيد، ويكون توزيع الذرات فيها عشوائيا، بمعنى أن توزيع الذرات فيها لا يتبع أي نظام منالأنظمة البلورية. وقد تتسم ببعض النظام على النطاق القصير (حيز 10 - 20ذرة)، ولهاذا تسمى جوامد لابلورية. مثال على ذلك بنية الزجاج والبوليسترين وكذلك الحلوى. تتصف الجوامد ذات نظام بلوري على النطاق البعيد (أي نظام واحد يشمل البلورة من أولها إلى أخرها)بالبلورات.
تتكونالشبكات البلورية فيالأحجار الكريمة من سبعة أنواع متشابه شكلا ولكنها مختلفة مضمونا كما جاءت في كتاب الأحجار الكريمة وتم تقسيمها علميا بحسب المحاور والزوايا ما بين تلك المحاور عند تقاطعها، وهذه النظم تحتوي على محاور ثلاثية بترتيبهندسي معين يعطي كل نظام شكله وخصائصهالفيزيائية، ويسمى العلم الذي يبحث في النظم الكرستالية باسمعلم البلوريات ويطلق علية أحيانا اسمالعائلة الكرستالية أوالنظام الشبكي الكرستالي، والنظم الفراغية وتاتي تعريفات الخصائصية للنظام الكرستالي منالتناظر 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 ثابتة وصحيحة اثنان من تلك المحاور لها نفس الطول على نفس المستوى والمحور الثالث الرئيسي إما أن يكون أطول أو أقصر من المحورين الآخرين. 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 أربعة إما أسطح هرمية أو ثمانية أسطح هرمية متعاكسة.
النظام الاحادي الميل: هوالنظام البلوري الذي يتكون بواسطة ثلاثةمتجهات. 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 أربعة أنواع منها: معيني قائم بسيط، معيني قائم مركزي القاعدة، معيني قائم مركزي الجسم، معيني قائم مركزي الوجه.
النظام الرباعي الأضلاع: 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 منالنظم البلورية السبعة أو النظم الشبكية البلورية السبعة hexagonal crystal system واحدالنظم العائلة البلورية الستة hexagonal crystal family وهذان النظامين لهما صلة موثقة ومتشابهين شكلا مختلفين مضمونا وبناء ولكنهما علميا ليسا نفسالنظام، 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 أما النظام العائلي البلوري فيحتوي على 12 مجموعة نقطة فراغية في مجاله ليجعل الشبكة البلورية للنظام السداسي تبدو تحتية، وكانه اتحاد بينالنظام الثلاثي البلوريوالنظام السداسي البلوري. ويعتبرالجرافيت خير دليل على البلورة من النظام البلوري السداسي.
النظام السداسي: هو نظام بلوري له من ثلاث إلى أربعةمحاور على مستوى واحد وبنفس الطول ويتقاطعون مع بعضهما البعض بزاوية 60 درجة وللمحور الرابع طول مختلف ويقع علىزاوية صحيحة من المحاور الأخرى وله شكلكرستالي مثالي وعلى نحو نموذجي يمثل ويصور الخصائص الأساسية للموشورات والهرميات وكذلك الشكلالهرمي ذو الإثني عشر سطحاوالهرم 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 الإثني عشر سطحي، والعشروني أو المجسم ذو العشرون سطحا.
برهن عالم البلورات الفرنسي برافي أنه يوجد 14 نوع من الشبكات البلورية مهما كانت أطوال الأشعة الأولية للبلورة والزوايا المحصورة بينهم،تصنف ال14 نوعاً في 7 أصناف أو أنظمة رئيسية هي:ثلاثية الميل، أحادية الميل، معينية، رباعية، مكعبية، ثلاثية متساوية الأحرف، وسداسية.
.jpg)
