header
» Στοιχεία συμμετρίας
 
Αξονες συμμετρίας axes of symmetry, rotation axes

Αξονας συμμετρίας είναι μία ευθεία που περνά από το κέντρο του κρυστάλλου, γύρω από την οποία, στρεφόμενος ο κρύσταλλος κατά μία συγκεκριμένη γωνία ταυτίζεται με τον εαυτό του. Οι άξονες συμμετρίας συμβολίζονται με το γράμμα Λ ή L. Όταν σε μία πλήρη περιστροφή ο κρύσταλλος ταυτίζεται ν φορές με τον εαυτό του (γωνία στροφής = 360°/ν), ο αριθμός ν ονομάζεται τάξη του άξονα συμμετρίας. Στην κρυσταλλογραφία υπάρχουν τέσσερα είδη αξόνων συμμετρίας:

2ης τάξης (L2): Η γωνία στροφής είναι 180°, δηλ. ο κρύσταλλος ταυτίζεται 2 φορές με τον εαυτό του. [1]

3ης τάξης (L3): Η γωνία στροφής είναι 120°, δηλ. ο κρύσταλλος ταυτίζεται 3 φορές με τον εαυτό του. [2]

4ης τάξης (L4): Η γωνία στροφής είναι 90°, δηλ. ο κρύσταλλος ταυτίζεται 4 φορές με τον εαυτό του. [3]

6ης τάξης (L6): Η γωνία στροφής είναι 60°, δηλ. ο κρύσταλλος ταυτίζεται 6 φορές με τον εαυτό του. [4]

Αξονες συμμετρίας 5ης τάξης ή ανώτερης της 6ης δεν υπάρχουν στα κρυσταλλικά πολύεδρα.

       
       
Ρομβικό πρίσμα Τριγωνικό πρίσμα Τετραγωνικό πρίσμα Εξαγωνικό πρίσμα
[Κρύσταλλος] [Video] [Κρύσταλλος] [Video] [Κρύσταλλος] [Video] [Κρύσταλλος] [Video]
       
[1] [2] [3] [4]
       

Οι άξονες συμμετρίας διακρίνονται σε κύριους και δευτερεύοντες. Οι κύριοι άξονες συμβολίζονται με Λ και οι δευτερεύοντες με L.

Κύριος χαρακτηρίζεται ένας άξονας όταν:
α) είναι ο μόνος άξονας συμμετρίας που υπάρχει, και ανήκει σε τάξη ανώτερη της 2ης ή
β) όταν είναι κάθετος σε άλλους δύο της ίδιας τάξης και ομότιμους μεταξύ τους (δηλ. καταλήγουν στα ίδια περατωτικά στοιχεία).

Τα περατωτικά όρια των αξόνων συμμετρίας είναι συγκεκριμένα σημεία του πολυέδρου (πχ. κορυφές, μέσα ακμών, κέντρα εδρών με κανονικό σχήμα κλπ.).

Παράδειγμα: Το εξάεδρο [5] έχει 3Λ4 που καταλήγουν στα κέντρα των απέναντι εδρών [7], 4L3 που καταλήγουν στις απέναντι κορυφές [8] και 6L2 που καταλήγουν στα μέσα των απέναντι ακμών [9].

Παράδειγμα: Το οκτάεδρο [6] έχει τα ίδια στοιχεία συμμετρίας. Εδώ, όμως, οι 3Λ4 καταλήγουν στις κορυφές, οι 4L3 στα κέντρα εδρών και οι 6L2 στα μέσα ακμών.

 
 Εξάεδρο Οκτάεδρο
[Κρύσταλλος] [Video] [Κρύσταλλος] [Video]
[5] [6]
   
[7] [8] [9]
     

Σε κρυστάλλους με πολλούς άξονες συμμετρίας διαφορετικής τάξης δεν είναι απαραίτητο οι κύριοι άξονες να είναι συγχρόνως και οι ανώτερης τάξης.

Παράδειγμα: Στο τετράεδρο [10, 11] ενώ υπάρχουν 4L3 (κορυφές-κέντρα εδρών), οι κύριοι άξονες είναι οι 3Λ2 (μέσα των ακμών) διότι είναι ομότιμοι και κάθετοι μεταξύ τους.

Αν ένας άξονας καταλήγει σε διαφορετικά περατωτικά στοιχεία (πχ. κορυφή-ακμή, κορυφή-έδρα κλπ.), τότε καλείται πολικός άξονας και συμβολίζεται με Λνπολ ή Lνπολ.

Παράδειγμα: Στο τετράεδρο [10, 12] οι 4L3 (κορυφές-κέντρα εδρών) είναι πολικοί άξονες και συμβολίζονται ως 4L3πολ.

 
 
Τετράεδρο
[Κρύσταλλος] [Video]
[10]
   
[11] [12]
   

Όταν οι άξονες είναι ίδιας τάξης άλλα όχι ομότιμοι συμβολίζονται με L, L', L".

Παράδειγμα: Στο ρομβικό πρίσμα [1] εκτός από τον κατακόρυφο άξονα L2 υπάρχουν άλλοι 2L2 οριζόντιοι. Οι 3L2 καταλήγουν στα κέντρα των απέναντι εδρών και είναι κάθετοι μεταξύ τους. Οι άξονες αυτοί δεν είναι ομότιμοι, διότι οι περατωτικές έδρες δεν είναι ίδιες. Έτσι συμβολίζονται ως L2 ο κατακόρυφος και L'2 και L"2 οι δύο οριζόντιοι.

Παράδειγμα: Στο τετραγωνικό πρίσμα [3] εκτός από τον κατακόρυφο άξονα Λ4 υπάρχουν άλλοι 4L2 οριζόντιοι (κάθετοι στον Λ4). Οι 2L2 έχουν άκρα τα κέντρα των απέναντι κατακόρυφων εδρών και άλλοι 2L2 τα μέσα των απέναντι κατακόρυφων ακμών. ’ρα, συμβολίζονται ως 2L2 και 2L'2.

Παράδειγμα: Το εξαγωνικό πρίσμα [6] έχει 3L2 και 3L'2. Στο τριγωνικό πρίσμα [2] οι άξονες L2 έχουν ως περατωτικά όρια μέσα ακμών - κέντρα εδρών και συμβολίζονται ως 3L2πολ.

Εν κατακλείδι και με βάση όλα τα προαναφερθέντα, οι κρύσταλλοι στα παραπάνω παραδείγματα έχουν τους εξής άξονες συμμετρίας:

Εξάεδρο, Οκτάεδρο: 

4 4L3 6L2
Τετράεδρο: 2 4L3πολ
Ρομβικό πρίσμα: L2 L'2 L"2
Τριγωνικό πρίσμα: Λ3 3L2πολ
Τετραγωνικό πρίσμα: Λ4 2L2 2L'2
Εξαγωνικό πρίσμα: Λ6 3L2 3L'2