S výjimkou několika případů, jako je například opál, minerály vytvářejí krystaly. Je pro ně totiž charakteristický krystalický stav, který je dán jejich vnitřní stavbou - krystalovou strukturou. Ta vzniká zákonitým trojrozměrným opakováním atomů, iontů nebo molekul, z nichž je minerál složen. Proto i zrna minerálů, která nejsou omezena krystalovými plochami (například valouny křemene), musíme považovat za krystaly.

• Krystaly
• Stensenův zákon
• Různoměrný vývin
• Pseudomorfóza
• Povrch krystalových ploch
• Krystalová struktura
• Krystalové soustavy:
• trojklonná
• jednoklonná
• kosočtverečná
• čtverečná
• šesterečná
• klencová
• krychlová

Krystaly
V praxi ovšem nejčastěji používáme výrazu "krystal" u minerálů, které jsou ohraničeny rovnými plochami, hranami a rohy. Skupinu krystalů narostlých na společném základě nazýváme drúza. Velké množství krystalů téhož nerostu pohromadě vytváří shluk neboli agregát. Vykrystalováním minerálů na stěnách oválné dutiny v hornině vzniká geoda.
Dobře vyvinuté krystaly se vytvářejí pouze v případě, kdy minerál má pro svůj růst dostatek prostoru (např. v dutinách). V horninách, kde najednou krystaluje velké množství zrn, tomu tak není. Krystaly se v nich proto vyvíjejí nedokonale a často nejsou omezeny rovnými (tzv. krystalovými) plochami.
Nepatrný počet minerálů v přírodě nevytváří krystaly, ale obvykle jen celistvé výplně či kulovité, hroznovité nebo krápníčkovité tvary. Říkáme jim minerály beztvaré neboli amorfní. Mezi ně patří například opál (SiO₂ . xH₂O) nebo limonit (Fe₂O₃ . xH₂O).
Všechny minerály jsou látky tuhé, jedinou výjimkou, tekutým nerostem, je ryzí rtuť. (Také voda je tekutá, ale mezi nerosty řadíme většinou nanejvýš její pevné skupenství - led.)

Geoda - Nejznámější jsou geody kulovitého tvaru ve vyvřelých horninách výlevných. Ty se vylévají na zemský povrch jako láva, která obsahuje bubliny vulkanických plynů. Na povrchu láva rychle utuhne, plyny vytěkají a zanechají po sobě kulovité dutiny. Později mohou takovou horninou prostupovat roztoky, ze kterých na stěnách dutin krystalují různé minerály, například křemen, a vytvářejí tak geody. Časté jsou například geody achátu, ametystu, záhnědy nebo křišťálu. U nás se nacházejí v dutinách prvohorních čedičů (tzv. mandlovcových melafyrů) v Podkrkonoší (Kozákov, Nová Paka). Velké geody ametystu se k nám dovážejí zejména z Brazílie.

Stensenův zákon
Pro každý krystalovaný minerál jsou charakteristické úhly, které svírají jeho jednotlivé plochy. Velikosti těchto úhlů nazýváme úhly krystalových hran. U všech krystalů téhož nerostu jsou stejné (bez ohledu na velikost krystalu, je však třeba vždy porovnávat úhly mezi stejnými plochami). Tuto vlastnost krystalů vyjadřuje zákon o stálosti úhlů hran.

Různoměrný vývin
Nerovnoměrný přísun nového materiálu během růstu vede k různoměrnému vývinu krystalů. Jsou to tzv. reálné krystaly. Vyskytují se v přírodě. Na obrázcích (pérovkách) jsou znázorněny převážně krystaly tzv. ideální, které ukazují, jak by vypadal krystal rostoucí za ideálních podmínek.
Příklad: Geometricky přesná krychle soli kamenné by vykrystalovala jen z roztoku NaCl, který by měl ve všech místech naprosto stejnou koncentraci. To je obtížné i v laboratorních podmínkách, natož v přírodě, kde sůl vzniká odpařováním z mořské vody. V té vždy dochází alespoň k minimálnímu proudění. Proto bývají krystaly přírodní soli často spíše hranolovité. Podobně tomu bývá i u jiných minerálů. Vždy jsou však plochy přírodních krystalů rovnoběžné s plochami ideálního tvaru.

křemen

křemen

Na obrázku vidíte příklad různoměrného vývinu na krystalech křemene.

Pseudomorfóza
To jsou formy výskytu minerálů, které si „vypůjčily" tvar od jiného nerostu. Pseudomorfózy vznikají částečnou nebo úplnou přeměnou chemického složení původního minerálu. Jeho hmota byla nahrazena hmotou odlišného složení, přitom však zůstal zachován tvar původního minerálu. Tvar je tedy starší než hmota, která jej nyní tvoří.
Příklad: Časté jsou například pseudomorfózy limonitu po pyritu, vzniklé chemickým zvětráváním. Díky tomu můžeme nalézt limonit ve tvaru krychlí, které by sám jako amorfní minerál nikdy nevytvořil.
Jako pseudomorfózy jsou označovány i zkamenělé zbytky organismů, jejichž vnější tvar zůstal zachován (př. pseudomorfózy pyritu po schránkách amonitů).

Povrch krystalových ploch
Pro některé nerosty je typický nerovný povrch krystalových ploch. Například křemen, turmalín nebo pyrit mívají často krystalové plochy rýhované, a dají se tak dobře poznat.

křemen - rýhování

pyrit - rýhování

Vnitřní stavba nerostu:
Vnitřní stavba (struktura) krystalů je dána uspořádáním nejmenších stavebních částic (tj. atomů, iontů či molekul). Tyto hmotné částice jsou zákonitě geometricky seskupeny a vytvářejí tzv. krystalovou strukturu. Její idealizovaný geometrický obraz (model) označujeme jako prostorovou mřížku.
Vnitřní stavbu nerostů lze zjistit pomocí rentgenových paprsků, stejných, jaké jsou používány v lékařství. Z jejich chování ve struktuře nerostu (odrazu a lomu), mohou odborníci snadno zjistit, jak jsou stavební částice v minerálu uspořádány.

vnitřní stavba diamantu

vnitřní stavba grafitu (tuhy)

vnitřní stavba halitu (soli kamenné)

Na obrázku je vidět, že grafit a diamant mají rozdílnou vnitřní stavbu. Z toho vyplývají jejich rozdílné fyzikální vlastnosti. Grafit i diamant jsou složeny z atomů uhlíku (C). Va struktuře diamantu jsou tyto atomy pravidelně rozmístěny a jsou navzájem poutány pevnými vazbami. Diamant je nejtvrdší známá látka.
Ve struktuře grafitu jsou atomy uhlíku pevně vázány ve vrstvičkách. Jednotlivé vrstvičky jsou navzájem spojeny velmi slabými vazbami. Při psaní tužkou dochází k přerušení slabých vazeb. Jednotlivé vrstvičky se postupně stírají a na papíře tak vzniká stopa.
Ve struktuře halitu (soli kamenné) se pravidelně střídají ionty sodíku a chloru.

Porovnání modifikací uhlíku

Diamant Grafit (tuha) krystalová soustava krychlová šesterečná štěpnost podle osmistěnu podle plochy spodové tvrdost 10 1 soudržnost křehký ohebná hustota 3,5 g*cm-3 2,2 g*cm-3 barva bezbarvý, barevný černá propustnost světla průhledný, průsvitný opakní lesk diamantový matný až polokovový elektrická vodivost nevodivý vodivá

Vnější tvar:
Vnější tvar a souměrnost krystalu nerostu jsou odrazem jeho vnitřní stavby. Krystaly mohou být souměrné podle rovin, os a středu souměrnosti. Krystaly mohou být i zcela nesouměrné; nerostů, které vytvářejí takové krystaly, je však velmi málo. Okem lze souměrnost pozorovat u dobře vyvinutých krystalů, které se blíží ideálním tvarům. U hodně různoměrně vyvinutých krystalů již krystalová souměrnost nebývá na první pohled dobře vidět. Nejlépe můžeme u krystalů sledovat souměrnost podle rovin.
Rovina souměrnosti rozděluje krystal na dvě zrcadlově stejné části.
Osa souměrnosti je myšlená přímka vedená středem krystalu. Při otáčení kolem této osy o 360° se krystal opětovně dostává do polohy shodné s výchozí pozicí. Podle toho, kolikrát se při otočení o celý kruh docílí shoda s výchozí polohou, rozeznáváme dvojčetné, trojčetné, čtyřčetné a šestičetné osy souměrnosti. (Příklad: Když se při otáčení krystalem objeví stejné uspořádání ploch dvakrát, mluvíme o dvojčetné ose souměrnosti.)
Střed souměrnosti: krystal má střed souměrnosti, pokud každá jeho plocha má odpovídající protiplochu. Protiplocha je shodná a rovnoběžná s výchozí plochou a je otočená kolem myšleného středu o 180°.
Osní kříž: je tvořen krystalovými osami, které procházejí středem krystalu. Osní kříže jednotlivých soustav se liší. Pro každou krystalovou soustavu je charakteristická délka os a úhly, které mezi sebou jednotlivé osy svírají.

Krystalové soustavy

Podle počtu rovin souměrnosti, os souměrnosti a přítomnosti či nepřítomnosti středu souměrnosti můžeme krystalové tvary nerostů zařadit do skupin, které označujeme jako krystalové soustavy. Jsou to (podle vzrůstající souměrnosti) soustavy:

Na větších krystalech bývá příslušnost k soustavě patrná na první pohled.
 

Soustava trojklonná
		Tato soustava je nejméně souměrná. Nemá ani jednu rovinu souměrnosti, je souměrná pouze podle středu souměrnosti. To znamená, že každá plocha má svou odpovídající protiplochu. Krystaly tvoří zpravidla samá dvojploší. osní kříž: Osní kříž této soustavy tvoří tři osy, které spolu svírají kosé úhly. Předozadní a pravolevá osa je ukloněná. Krystalové plochy utínají na osách nestejně dlouhé úseky a, b, c.
Minerály trojklonné soustavy: albit, chalkantit (modrá skalice), kaolinit
albit chalkantit (modrá skalice)

 

Soustava jednoklonná
		Krystaly této soustavy jsou souměrné podle jedné roviny souměrnosti (dělí krystal na dvě zrcadlově stejné poloviny). Jednoklonné krystaly také mívají ve svém průřezu kosočtverec. Dále se na nich objevují šikmo ukloněné plochy nebo hrany. osní kříž: Osní kříž jednoklonné soustavy má předozadní osu ukloněnou. Zbývající osy - svislá a pravolevá - jsou vzájemně kolmé. Všechny osy jsou nestejně dlouhé.
Minerály jednoklonné soustavy: amfibol, augit, biotit, epidot, mastek, muskovit, ortoklas, sádrovec, staurolit
amfibol amfibol augit augit epidot epidot ortoklas dvojče ortoklasu  ortoklas ortoklas sádrovec sádrovec dvojče sádrovce staurolit dvojče staurolitu

 

Soustava kosočtverečná
		Má název podle kosočverce. Minerály krystalující v této soustavě mají totiž v průřezu tvar kosočtverce (nebo se tvar průřezu kosočtverci blíží). Krystaly kosočtverečné soustavy jsou souměrné podle tří na sebe kolmých rovin souměrnosti. Převládajícím krystalovým tvarem bývá kosočverečný hranol. osní kříž: Všechny tři osy - předozadní (osa a), pravolevá b i svislá c jsou navzájem kolmé (svírají pravé úhly) a jsou také nestejně dlouhé.
Minerály kosočtverečné soustavy: antimonit, aragonit, baryt, markazit, olivín, síra, topaz
antimonit aragonit aragonit dvojče aragonitu baryt baryt baryt markazit olivín síra topaz topaz

 

Soustava čtverečná
		Krystaly čtverečné soustavy mají pět rovin souměrnosti. Otáčíme-li svisle orientovaným krystalem čverečné soustavy, dostaneme se do polohy shodné s výchozí polohou čtyřikrát. Svislá osa je tedy čtyřčetná. Krystaly mívají čtvercovitý průřez a zpravidla na nich převládají čtyřboké hranoly. osní kříž: Osní kříž čtverečné soustavy je tvořen třemi vzájemně kolmými osami. Vodorovné osy jsou stejně dlouhé a nazývají se a1, a2. Osa c bývá většnou delší.
Minerály čtverečné soustavy: chalkopyrit, kasiterit, rutil
kasiterit rutil dvojče kasiteritu

 

Soustava šesterečná
		Na krystalu šesterečné soustavy můžeme zjistit větší počet (7) rovin souměrnosti. Svislá osa je šestičetná. Otáčíme-li krystalem, dosáhneme shodné polohy s výchozí polohou šestkrát. Krystaly mívají šestiúhelníkový příčný průřez  a často na nich převažuje šestiboký hranol. osní kříž: Osní kříž šesterečné soustavy tvoří tři vodorovné osy, které jsou stejně dlouhé a značíme je a1, a2, a3. Čtvrtá, svislá osa c je k nim kolmá.
Minerály šesterečné soustavy: apatit, beryl, grafit
apatit apatit beryl

 

Soustava klencová
		Klencová soustava bývá někdy pro zjednodušení řazena do šesterečné soustavy. Tyto soustavy mají stejný typ osního kříže a liší se četností svislé osy. (U šesterečné soustavy je svislá osa šesterečná a u klencové trojčetná.) Pro kalcit a další hojné uhličitany je typickým tvarem klenec. osní kříž: Osní kříž klencové soustavy tvoří tři vodorovné osy, které jsou stejně dlouhé a značíme je a1, a2, a3. Čtvrtá svislá osa c je k nim kolmá.
Minerály klencové soustavy: hematit, kalcit, korund, křemen, magnezit, siderit, cinabarit (rumělka), turmalín
hematit hematit kalcit kalcit kalcit kalcit, tvar klenec kalcit korund korund křemen křemen křemen dvojče křemene turmalín turmalín

 

Soustava krychlová
		Krystaly krychlové soustavy mají nejvíce rovin souměrnosti (9). Na krystalech se často uplatňuje krychle, osmistěn, dvanáctistěn kosočtverečný nebo dvanáctistěn pětiúhelníkový. Najdeme zde i tvar s největším počtem ploch - 48ti stěn - a různé typy 24ti stěnů. V horninách mívají zrna krychlových minerálů kruhovitý průřez (například granát). osní kříž: Osní kříž krychlové soustavy je tvořen třemi osami, která jsou na sebe kolmé a všechny jsou stejně dlouhé. Stejně dlouhé osy u této soustavy nazýváme a1, a2, a3.
Minerály krychlové soustavy: diamant, fluorit, galenit, granát, halit (sůl kamenná), měď, pyrit, sfalerit, stříbro, zlato
diamant diamant fluorit fluorit galenit galenit granát granát halit (sůl kamenná) halit (sůl kamenná) magnetit magnetit sfalerit sfalerit pyrit pyrit pyrit dvojče pyritu