Orthorhombisches System: Topas, Peridot, Aragonit, Baryt, Schwefel
Im orthorhombischen System stehen die drei Achsen senkrecht aufeinander, sind aber alle unterschiedlich lang. Topas, Peridot, Alexandrit, Aragonit, Baryt und Schwefel sind Beispiele.
Das Wichtigste
| Achsen | a ≠ b ≠ c (drei verschiedene Längen) |
|---|---|
| Winkel | α = β = γ = 90° |
| Charakteristische Symmetrie | Drei senkrecht zueinander stehende zweizählige Achsen (oder zwei Spiegelebenen) |
| Symmetrieklassen | 3 von 32 |
| Bravais-Gitter | 4 (primitiv, basiszentriert, raumzentriert, flächenzentriert) |
| Typische Minerale | Topas, Peridot (Olivin), Chrysoberyll, Aragonit, Baryt, Cölestin, Schwefel, Stibnit, Iolith, Tansanit |
| Optik | Zweiachsig: zwei Richtungen ohne Doppelbrechung, Trichroismus möglich |
Ein Quader mit drei verschiedenen Abmessungen
Das orthorhombische System entspricht dem Schuhkarton: drei senkrecht zueinander stehende Achsen, die alle unterschiedlich lang sind. Es ist weniger symmetrisch als das kubische, tetragonale oder hexagonale System und unter den Mineralen sehr häufig vertreten, besonders bei Sulfaten, Carbonaten und Silikaten.
Zur Veranschaulichung: Baryt hat Achsen von etwa 8,88 Å, 5,46 Å und 7,16 Å; Peridot vom Typ Forsterit etwa 4,76 Å, 10,21 Å und 5,98 Å. Keine dieser Messungen ist einer anderen gleich, und genau das definiert das System.
Die wichtigsten Werte
| Größe | Wert |
|---|---|
| Längen der Achsen | a ≠ b ≠ c |
| Winkel zwischen den Achsen | 90°, 90°, 90° |
| Minimale Symmetrie | Drei senkrechte zweizählige Achsen, oder zwei Spiegelebenen und eine zweizählige Achse |
| Symmetrieklassen | 3 |
| Bravais-Gitter | 4: P, C (oder A, B), I und F |
Die niedrigste Symmetrie des Systems besteht aus drei zweizähligen Achsen (eine Halbdrehung bringt den Kristall wieder zur Deckung). Der Querschnitt eines orthorhombischen Prismas ist ein Rechteck oder eine Raute, nie ein Quadrat wie im tetragonalen System.
Orthorhombische Minerale zum Kennenlernen
| Mineral | Vereinfachte Formel | Mohs-Härte | Dichte | Besonderheit |
|---|---|---|---|---|
| Topas | Al2SiO4(F,OH)2 | 8 | 3,5 bis 3,6 | Vollkommene Spaltbarkeit in einer Richtung |
| Chrysoberyll (Alexandrit) | BeAl2O4 | 8,5 | etwa 3,7 | Farbwechsel im Licht |
| Peridot (Olivin) | (Mg,Fe)2SiO4 | 6,5 bis 7 | 3,2 bis 3,4 | Olivgrün; kommt in Meteoriten vor |
| Iolith (Cordierit) | Magnesium-Aluminium-Silikat | 7 bis 7,5 | etwa 2,6 | Sehr deutlicher Trichroismus |
| Tansanit (Zoisit) | Ca2Al3(SiO4)3(OH) | 6,5 bis 7 | etwa 3,35 | Blauviolett nach Erhitzen |
| Aragonit | CaCO3 | 3,5 bis 4 | etwa 2,95 | Polymorph des Calcits, pseudohexagonale Zwillinge |
| Baryt | BaSO4 | 3 bis 3,5 | etwa 4,5 | Sehr dicht für ein helles Mineral |
| Cölestin | SrSO4 | 3 bis 3,5 | 3,95 bis 3,97 | Blassblau, Geoden aus Madagaskar |
| Gediegener Schwefel | S | 1,5 bis 2,5 | etwa 2,07 | Gelb, sehr spröde |
| Stibnit (Antimonit) | Sb2S3 | 2 | 4,6 bis 4,7 | Graue Nadeln; enthält Antimon |
Weiter geht es mit: Topas, Peridot, Iolith, Tansanit, Aragonit und Cölestin.
Zweiachsig und Trichroismus
Ein orthorhombischer Kristall ist zweiachsig: Es gibt zwei Richtungen, die sogenannten optischen Achsen, in denen die Doppelbrechung verschwindet. In allen anderen Richtungen treten zwei Strahlen auf. Da die drei Kristallachsen unterschiedlich lang sind, kann die Farbe in drei Richtungen wechseln: das ist der Trichroismus. Iolith zeigt das sehr deutlich, mit einem violettstichigen Blau in einer Richtung, einem hellen Blau in einer anderen und einem blassen Gelb in der dritten. Auch roher Tansanit zeigt je nach Ausrichtung mehrere Farben, die Schleifer nutzen, um das schöne Blau herauszuarbeiten. Siehe Farbe und Pleochroismus.
Topas, Spaltbarkeit und Sprödigkeit
Topas ist hart (8 auf der Mohs-Skala), besitzt aber eine vollkommene Spaltbarkeit senkrecht zu seiner Längsrichtung: Ein kräftiger Schlag oder ein Temperaturschock kann ihn sauber spalten. Das ist das klassische Beispiel dafür, dass Härte und Bruchfestigkeit zwei verschiedene Dinge sind. Siehe Spaltbarkeit und Bruch. Wissenswert ist außerdem: Die meisten blauen Topase im Handel sind farblose Topase, die durch Bestrahlung und Erhitzen behandelt wurden. Das ist ein gängiges, gut dokumentiertes Verfahren, das angegeben werden muss. Siehe Unsere Zusagen.
Aragonit und Calcit: gleiche Formel, andere Struktur
Aragonit und Calcit haben dieselbe Formel, CaCO3, doch der eine ist orthorhombisch, der andere trigonal. Man nennt sie Polymorphe. Aragonit bildet häufig Drillinge aus drei Individuen, die ein sechsseitiges Prisma nachahmen, und wandelt sich im geologischen Zeitmaßstab sehr langsam in Calcit um. Das Perlmutt von Muscheln und Perlen besteht zum großen Teil aus winzigen Aragonitplättchen, die durch eine organische Substanz verbunden sind. Siehe Perle und Perlmutt.
Fallen und Vorsichtsmaßnahmen
- Wüstenrosen. Sie bestehen je nach Fundort aus Gips (monoklin) oder Baryt (orthorhombisch). Beide ähneln sich, doch Gips lässt sich mit dem Fingernagel ritzen (Härte 2), und Baryt ist deutlich schwerer.
- Gediegener Schwefel, Stibnit, Cerussit, pulverisierter Baryt: Schwefel reizt, Stibnit enthält Antimon, Cerussit Blei. Nehmen Sie sie nicht in den Mund, erhitzen oder schleifen Sie sie nicht und waschen Sie sich die Hände.
- Echter oder falscher »Peridot«? Grüne Gläser sind häufig. Peridot ist stark doppelbrechend: Unter der Lupe erscheint die hintere Kante der Facetten doppelt, was Glas nicht zeigt. Das ist aber nur ein Hinweis, kein Beweis.
Häufige Fragen
Was bedeutet orthorhombisch?
Vom griechischen »orthos« (gerade, rechtwinklig) und »rhombisch«: Die drei Achsen stehen senkrecht aufeinander, und die Grundformen sind rhombische Prismen (mit rautenförmigem Querschnitt) mit drei verschiedenen Längen.
Ist Peridot dasselbe Mineral wie Olivin?
Ja. Peridot bezeichnet die Edelsteinvarietät des Olivins, eines im Erdmantel und in manchen Meteoriten sehr verbreiteten Minerals.
Lässt sich Topas leicht ritzen?
Nein, er ist hart (8). Aber er spaltet leicht entlang seiner Spaltbarkeit: Man vermeidet Stöße und Temperaturschocks.
Worin unterscheiden sich Aragonit und Calcit?
Gleiche Formel CaCO3, doch Aragonit ist orthorhombisch, dichter (etwa 2,95 gegenüber 2,71) und etwas härter (3,5 bis 4 gegenüber 3).
Ist gediegener Schwefel gefährlich?
Im Schaukasten nicht, aber er ist spröde, reizt Haut und Atemwege, wenn er zu Pulver zerrieben wird, und brennt mit einem reizenden Gas. Erhitzen Sie ihn niemals.
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Die genannten Bedeutungen gehören zu Tradition und Symbolik. Sie sind weder Erfolgsversprechen noch medizinische Ratschläge. Zurück zu Mineralogie für den Einstieg.