石

等軸晶系

とうじくしょうけい 別名:cubic crystal system・isometric crystal system・立方晶系

意味

等軸晶系は、三本の結晶軸が等しい長さをもち、互いに直角で交わる晶系です。立方体の四本の体対角線に相当する方向へ3回回転軸をもつことが、この晶系を特徴付けます。立方晶系とも呼ばれ、外形には立方体、八面体、十二面体など複数の形が現れます。

解説

等軸晶系の慣用単位格子では、三辺a、b、cが等しく、軸間角α、β、γはすべて90度です。三本の軸を同じ条件で入れ替えられる高い対称性があり、四本の3回回転軸が立方体の向かい合う頂点を結びます。単位格子の寸法は、この対称性から導かれる幾何学的な条件です。

等軸晶系には、単純格子P、体心格子I、面心格子Fという三つのブラベー格子があります。Pは慣用単位格子の頂点に格子点を置く型です。Iでは体の中心、Fでは各面の中心にも格子点が加わります。これは並進の反復を分類する格子の違いで、各位置へ実際にどの原子が置かれるかは結晶構造として別に記述します。

方鉛鉱、岩塩、黄鉄鉱、蛍石、閃亜鉛鉱は等軸晶系の例です。外形には立方体のほか、八つの三角形の面をもつ八面体、十二面体、多数の面をもつ形があります。各面の大きさは、同じ鉱物でも成長条件に応じて変化します。晶系の分類では面どうしの対称関係が手掛かりとなり、立方体らしい外形は補助的な観察です。

三辺が等しく三角が直角という寸法は、等軸晶系の慣用単位格子が満たす条件です。ただし、測定値が偶然その条件に近づいた低対称の結晶もあり得ます。晶系を決める根拠は、回折データから原子配列の回転対称性と空間群を調べた結果です。外形だけを見た推定は、内部構造を測定する前の補助に位置付けられます。

三方向が同じ条件で結ばれる姿から、等軸晶系を均衡や相互調整へ重ねることがあります。これは結晶の対称性から導く文化的な比喩です。占いでは、仕事、休息、支出など複数の領域へ同じ時間や負担を配れているかを比べる視点になります。鉱物学が確認するのは軸と原子配列の対称性で、生活上の均衡は予定や記録を使って判断します。