(4) بناء المعادن Mineral Structure

يتكون المعدن من مصفوفة منتظمة من الذرات، مترابطة كيماوياً. وينعكس الرص المنتظم للذرات على أسطح البلورات. وما يحدد بناء بلورة المعدن، أو الترتيب الداخلي للذرات فيها، هو شحنات الأيونات وحجمها. ولكي يكون المركب مستقراً، يجب أن يكون كلُّ أيون موجب الشحنة (كاتيون)، محاطاً بأكبر عدد ممكن من الأيونات السالبة (أناين)، فيتحقق تعادل الشحنة، والعكس صحيح. والذي يحدد عدد الأنيونات المحيطة في كل كاتيون، هو الحجم النسبي للأيونات أو ما يعرف بنسبة نصف القطر Radius Ratio، أي نصف قطر الأيون الموجب مقسوماً على نصف قطر الأيون السالب:

 

فعندما يكون حجم الكاتيون، أقلّ قليلاً من حجم الأنيونات المحيطة به، أي عندما تكون نسبة نصف القطر (7.32ـ 1.0)، فإن ثمانية أنيونات، ستحيط بالكاتيون؛ ما ينتج الشكل المكعب Cubic (انظر شكل الشكل المكعب). أما إذا قلّت نسبة نصف القطر عن 0.732، فإن البناء، لا يكون مستقراً بثمانية أنيونات محيطة بالكاتيون؛ بل يكون البناء أكثر استقراراً بستة أنيونات فقط؛ ما ينتج الشكل الثماني Octahedral (انظر شكل الشكل الثماني الأسطح)، إذا كانت نسبة نصف القطر، تراوح بين 0.414 و0.732. أما إذا قلّت نسبة نصف القطر عن ذلك (0.225 ـ 0.414)، فإن البناء، يكون أكثر استقراراً بأربعة فقط من الأنيونات، ويكون الشكل رباعياً Tetrahedral (انظر شكل الشكل الرباعي الأسطح). وإذا انخفضت نسبة نصف القطر إلى ما بين 0.155 و0.225، فإن البناء، يكون أكثر استقراراً بثلاثة أنيونات محيطة بالكاتيون؛ ما ينتج الشكل الثلاثي Triangular (انظر الشكل الثلاثي). وعندما تكون نسبة نصف القطر أقلّ من 0.155، يكون البناء أكثر استقراراً بأنيونَين حول الكاتيون؛ ما ينتج الشكل الخطي Linear (انظر الشكل الخطي).