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Glimmer

Glimmer

Glimmer bezeichnet eine Gruppe im monoklinen Kristallsystem kristallisierender Silikat-Minerale mit der komplexen chemischen Zusammensetzung (K,Na,Ca)(Al,Mg,Fe,Li)_2-3(OH)₂(Si,Al)_4-5O₁₀. Die in Klammern stehenden Atome können sich in beliebiger Mischung vertreten, stehen aber immer im selben Verhältnis zu den anderen Atomgruppen. Glimmer hat eine verhältnismäßig niedrige Härte von 2 (parallel zu den Schichtebenen) bis 4 (alle anderen Richtungen), eine sehr variable, häufig weiße, grüne, braunschwarze oder rosa Farbe und eine weiße Strichfarbe.

Struktur

Glimmer sind Schichtsilikate, bei denen Tetraeder aus Silizium und Sauerstoff in charakteristischen Schichten zusammenhängen, zwischen denen nur sehr schwache Bindungskräfte bestehen. An diesen Schichten lassen sich die tafeligen Kristalle des Minerals daher leicht spalten. Häufig findet man sechseckige elastisch verformbare Blättchen, die sich in schuppigen Aggregaten vereinigt haben. Glimmerkristalle können zu erheblicher Größe heranwachsen; aus dem Ural in Russland sind 5 Quadratmeter große und 50 Zentimeter dicke Exemplare bekannt geworden.

Varietäten

Bedeutende Glimmerminerale sind der kalium- und aluminiumreiche helle Muskovit oder Tonerdeglimmer, der lithiumreiche rosafarbene Lepidolith, der magnesium- und aluminiumreiche bernsteinfarbene Phlogopit oder Magnesiumglimmer und der dunkle Biotit oder Eisenglimmer, ein Phlogopit bei dem ein Teil des Magnesiums durch Ferroeisen ersetzt ist. Vom Muskovit makroskopisch und lichtoptisch kaum zu unterscheiden ist der Natrium-Glimmer Paragonit. Sein Vorkommen wird daher häufig unterschätzt. Lepidomelan ist ein dunkler, sehr eisenreicher, durch Chlorwasserstoffsäure ziemlich leicht zersetzbarer Glimmer, der sich in Harzer, schottischen und irischen Graniten oder schwarzwälder und erzgebirgischen Gneisen findet.

Vorkommen

Glimmer sind häufige Bestandteile von magmatischen, metamorphen und Sedimentgesteinen. Die Varietät Muskovit findet sich beispielsweise besonders oft in quarzreichen Graniten oder Pegmatiten, daneben auch in metamorphen Gesteinen wie z. B. Phyllit. Als sehr verwitterungsbeständige Varietät tritt sie auch in Sedimentgesteinen wie z. B. Sandstein auf. Biotit verwittert wesentlich leichter und findet sich daher eher in Granit oder Diorit.

Verwendung als Rohstoff

Aufgrund der leichten Spaltbarkeit entlang der Schichtebenen lassen sich Glimmer in dünne transparente Scheiben aufspalten, die aufgrund des hohen Schmelzpunktes des Minerals in industriellen Schmelzöfen als Glasersatz zum Einsatz kommen. Daneben werden die Minerale als elektrische und als Wärmeisolatoren genutzt. Hauptproduzenten sind die USA und die Volksrepublik China. Speziell beschichteter Glimmer wird seit Mitte der 80er Jahre in Automobillacken eingesetzt und erzeugt den sogenannten "Perleffekt".

Geschichte

Glimmer wurden bereits 1546 von dem Mineralogen Georgius Agricola erwähnt. Wo Glimmer leicht und zu günstigen Preisen erhältlich, Glas dagegen zu teuer war, wurde das Mineral insbesondere in ländlichen Gegenden für Fensterscheiben verwendet. Im 20. Jahrhundert wurden Glimmer erstmalig durch Charles-Victor Mauguin mit Röntgenstrahlen untersucht. Siehe auch: Liste von Mineralen

Weblinks

- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Glimmer Glimmer im Mineralienatlas WiKi] Kategorie:Mineral ja:雲母

Kristallsystem

Kristallsysteme bieten ein symmetriebezogenes Klassifizierungsschema für kristalline Festkörper. In der Kristallographie werden die zu beschreibenden Kristalle mit Hilfe des Kristallsystems dreidimensional klassifiziert. Es gibt 7 verschiedene Kristallsysteme: triklin, monoklin, orthorhombisch, tetragonal, trigonal, hexagonal und kubisch. Kristallsysteme finden hauptsächlich Anwendung in der Mineralogie, Festkörperchemie und Festkörperphysik.

Definition

Die höchstsymmetrische Punktgruppe eines Kristallsystems ist die so genannte Holoedrie. Wenn die Punktgruppe eines Kristalls die gleichen Anforderungen an das Gitter stellt, wie eine Holoedrie, dann gehört die Kristallstruktur zum betreffenden Kristallsystem. In der Regel ist die Symmetrie der Kristallstruktur niedriger als die Symmetrie des Gitters, und es kann sogar vorkommen, dass der Kristall zu einem niedrigersymmetrischen Kristallsystem gehört, als sein Gitter. Zum Beispiel ein Kristall mit Punktgruppe

4\

hat gezwungenermaßen ein Gitter, das mindestens Punktgruppe

4/m\ m\ m

hat, und deshalb wird er dem tetragonalen Kristallsystem zugeordnet. Diese Zuordnung würde auch zutreffen, wenn der Kristall ein kubisches Gitter hätte.

Zuordnung der kristallographischen Punktgruppen zu den Kristallsystemen

Koordinatensysteme

Sinnvollerweise wird bei der Beschreibung von Kristallen und Kristallstrukturen meistens kein kartesisches Koordinatensystem, sondern ein an das Kristallsystem angepasstes Koordinatensystem verwendet. Dadurch werden zum Beispiel alle Rotationsmatrizen der Symmetrieoperationen integrale Matrizen. Diese Koordinatensysteme erfüllen gewisse Bedingungen:
- Triklines Kristallsystem: Es werden die drei kleinstmöglichen primitiven Basisvektoren verwendet. Es gibt keine Bedingungen bezüglich Winkel und Längen der Basisvektoren.
- Monoklines Kristallsystem: Ein Basisvektor (üblicherweise die y-Achse) wird in die zweizählige Drehachse gelegt. Daraus ergeben sich zwei 90°-Winkel aber keine Beschränkung bezüglich der Achsenlängen.
- Orthorhombisches Kristallsystem: Die Basisvektoren werden in die 2-zähligen Drehachsen gelegt. Daraus ergeben sich drei 90°-Winkel (daher ortho) aber keine Beschränkung bezüglich der Achsenlängen.
- Hexagonales Kristallsystem: Eine Basisvektor (üblicherweise die z-Achse) wird in die 6-zählige Drehachse gelegt, die zwei anderen in die dazu senkrechten 2-zähligen Drehachsen. Man erhält zwei gleichlange Achsen in einer Ebene mit 120°-Winkel, die dritte Achse senkrecht dazu.
- Tetragonales Kristallsystem: Ein Basisvektor (üblicherweise die z-Achse) wird in die 4-zählige Drehachse gelegt, die zwei anderen in die dazu senkrechten 2-zähligen Drehachsen. Man erhält zwei gleichlange Achsen und drei 90°-Winkel.
- Trigonales Kristallsystem: Für dieses Kristallsystem sind zwei Koordinatenaufstellungen gebräuchlich: entweder drei gleichlange Basisvektoren und drei gleiche Winkel (rhomboedrisches Koordinatensystem), oder Aufstellung wie im hexagonalen Kristallsystem, aber mit rhomboedrischer Zentrierung.
- Kubisches Kristallsystem: Die Basivektoren werden in die 4-zähligen Achsen gelegt. Man erhält drei gleichlange Achsen und drei 90°-Winkel Die gegebenen Bedingungen sind notwendig, aber nicht hinreichend: es ist durchaus möglich, dass die Achsen eines triklinen Kristalls gleichlang sind und jeweils 90° einschließen. Daraus folgt nicht, dass der Kristall kubisch ist! Zu beachten ist, dass man durch diese symmetriebezogene Koordinatenaufstellung unter Umständen keine primitive Basis mehr erhält. Es ist daher nötig zusätzlich zum Kristallsystem noch die Zentrierung anzugeben, wodurch die 14 Bravais-Gitter erhalten werden.

Andere Einteilungen

Die oben angegebene Einteilung entspricht derjenigen aus den International Tables for Crystallography. In der Literatur finden sich noch andere: In der amerikanischen und der russischen werden das trigonale und das hexagonale Kristallsystem zu einem zusammengefasst. Der Hintergedanke dabei ist, dass man ein trigonales Gitter als ein hexagonales Gitter mit rhomboedrischer Zentrierung ansehen kann. In der französischen Literatur, und teilweise auch in der deutschen, gibt es mit dem rhomboedrischen ein achtes Kristallsystem. Diesem werden die trigonalen Raumgruppen mit rhomboedrischer Zentrierung zugeordnet. Die Einteilung der International Tables for Crystallography ist aber am konsistentesten und setzt sich daher immer mehr durch.

Siehe auch

Kristallstruktur, Bravais-Gitter, Lauegruppe

Weblinks

- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Kristallsystem Mineralienatlas - Kristallsystem]
- [http://gastein-im-bild.info/stein/s_krisys.html Kristallsysteme] Kategorie:Kristallographie Kategorie:Mineralogie ja:結晶構造

Mineral

Als Mineral (Mehrzahl Minerale, auch Mineralien) definieren Mineralogen natürlich vorkommende Feststoffe mit einer einheitlichen chemischen Zusammensetzung und einem auch auf mikroskopischer Ebene gleichförmigen Aufbau. Die meisten Minerale sind kristallin. Die Mehrzahl der heute bekannten ca. 4000 Minerale sind anorganisch, es sind aber auch wenige organische Minerale bekannt. Die Lehre von den Mineralen ist die Mineralogie. Alle Gesteine der Erde und anderer Himmelskörper sind aus Mineralen aufgebaut. Am häufigsten kommen etwa dreißig Minerale vor, die so genannten Gesteinsbildner. Der spezifische Mineralinhalt eines Gesteins liefert Informationen über die Bildung und Entwicklungsgeschichte eines Gesteins und trägt damit zur Kenntnis des Ursprungs und der Entwicklung des Planeten Erde bei. Nach ihrer Entstehung lassen sich Primärminerale und Sekundärminerale unterscheiden: Erstere entstehen zur selben Zeit wie das Gestein, dessen Teil sie sind, letztere werden dagegen erst durch chemische Verwitterung oder Metamorphose aus den Primärmineralen gebildet.

Struktur und Form

Metamorphose Fast alle Minerale treten in der Natur als kristalline Feststoffe auf, sehr wenige dagegen als amorphe Stoffe, die dem Glas vergleichbar sind. Gediegenes, das heißt elementares, Quecksilber und Wasser, die flüssige Modifikation des Eises, stellen die einzigen Flüssigkeiten dar, die zu den Mineralen gezählt werden. Frei kristallisierte Minerale zeigen äußerlich eine feste geometrische Form mit wohldefinierten natürlichen Flächen, die in festen Winkeln zueinander stehen. Dies wird auch als Gesetz der Winkelkonstanz bezeichnet. Die symmetrische Anordnung der Flächen ist Ausdruck der inneren Struktur eines kristallinen Minerals: Es zeigt eine wohlgeordnete Atomstruktur, die durch vielfach wiederholte Aneinanderreihung so genannter Elementarzellen entsteht, die die kleinste Struktureinheit des Minerals ausmachen. Man unterscheidet aufgrund der inneren Symmetrie sechs bis sieben Kristallsysteme, nämlich das kubische, das hexagonale, das trigonale, das tetragonale, das orthorhombische, das monokline und das trikline System. Hexagonales und trigonales System werden von manchen Mineralogen gelegentlich zusammengefasst. Durch ungleichmäßiges Kristallwachstum können so genannte Zwillinge entstehen, das sind zwei aus einem Urkristall hervorgegangene miteinander verwachsene Kristalle, die sich, bestimmten Gesetzen gemäß, symmetrisch zueinander verhalten.

Mineral-Erkennung und Eigenschaften

Die Erkennung eines Minerals kann in vielen Fällen auf Grund einiger weniger Eigenschaften wie Kristallform, Härte, Farbe, Bruchverhalten usw. erfolgen. In manchen Fällen sind jedoch weitergehende chemische Analysen, optische Tests oder Röntgenstrukturuntersuchungen zur Identifikation eines Minerals notwendig. Eine wichtige Analysemethode der Mineralogie ist die Durchleuchtung eines Mineral-Dünnschnitts im Polarisationsmikroskop, wo sich die unterschiedlichen chemischen und strukturellen Eigenschaften des Minerals im optischen Verhalten zeigen. Wichtige Eigenschaften eines Minerals sind:
- die Farbe: Sie wird durch die chemische Zusammensetzung eines Minerals, insbesondere durch kleinere Verunreinigungen oder Fehlordnungen im Gitter, beeinflusst. So lässt sich beispielsweise Zinnober an seiner blutroten Färbung erkennen.
- die Strichfarbe: Sie ist die Farbe des pulverförmigen Minerals, die sich oft von der Färbung seiner Oberfläche unterscheidet. Hämatit lässt sich immer an seiner eisenroten Strichfarbe erkennen. Der Strich wird üblicherweise an einem unglasierten Keramikplättchen geprüft.
- der Glanz: Durch die Art, wie Licht an der Oberfläche eines Kristalls reflektiert oder absorbiert wird, ergibt sich sein Glanz. Beim metallisch glänzenden Bleiglanz ist er sogar namensgebend.
- die Transparenz: Manche Minerale sind für Licht vollkommen durchlässig wie die Bergkristall genannte Quarz-Varietät. Viele metallische Erze wie z.B. der Kupferkies sind dagegen undurchsichtig, was auch als opak bezeichnet werden kann.
- die Dichte: Sie hängt von der chemischen Zusammensetzung und Struktur ab. So lässt sich Zinnober von Realgar durch seine durch den Gehalt an schwerem Quecksilber wesentlich höhere Dichte unterscheiden. Wird die Dichte auf die Dichte von Wasser bezogen, so wird sie relative Dichte genannt und ist dann einheitenlos.
- die Härte: Sie wird durch die Stabilität der chemischen Bindungen im Mineral bestimmt und durch ihre Ritzbeständigkeit ermittelt. Angegeben wird sie in der Mineralogie durch ihren Wert auf der Mohs-Skala, die von eins (sehr weich, Beispiel Talk) bis zehn (sehr hart, Beispiel Diamant) reicht.
- die Spaltbarkeit: Sie beschreibt Kristallebenen, zwischen denen nur schwache Kräfte bestehen und an denen daher der Kristall gespalten werden kann. Beispielsweise hat Kalzit drei Spaltebenen und ist so sehr vollkommen spaltbar. Quarz besitzt dagegen gar keine Spaltebene.
- das Bruchverhalten: Bricht ein Mineral nicht entlang seiner Spaltebenen, treten oft charakteristische Bruchstrukturen auf. Beispiele sind der muschelige Bruch von Dolomit und der faserige Bruch von Kyanit.
- die Lumineszenz: Sie ist ein Sammelbegriff für die verschiedenen Arten des Aufleuchtens einer Substanz unter Einwirkung irgendeiner Strahlung mit Ausnahme der reinen Wärmestrahlung (z. B. Fluoreszenz, Phosphoreszenz).
- der Magnetismus: Das magnetische Verhalten von Mineralen ist verschieden: Es gibt selbst anziehende Minerale (z. B. Magnetit), von Magneten angezogene Minerale (z. B. Magnetkies) und magnetisch neutrale Minerale. Bestimmt wird diese Eigenschaft mittels einer Kompassnadel.
- die Zähigkeit: Fachsprachlich auch Tenazität genannt versteht man darunter bei Mineralen die Sprödigkeit, Dehnbarkeit und Elastizität. Für einzelne Minerale kann die Zähigkeit ein Bestimungsmerkmal sein, ist jedoch meist dem Spezialisten vorbehalten.
- die Flammenfärbung: Einige Elemente verfärben eine Flamme. Diese Eigenschaft wird in der Flammenprobe verwendet, um auf die chemische Zusammensetzung eines Minerals zu schließen. Gasbrenner sind in abgedunkelten Räumen dazu am Besten geeignet.
- die Radioaktivität: Dies ist die Eigenschaft, hochenergetische Strahlung ohne Energiezufuhr auszusenden. Man unterscheidet traditionell drei Arten von Strahlen: Alpha-, Beta- und Gammastrahlen. Die Strahlenmessung erfolgt mit einem so genannten Geigerzähler. Radioaktivität ist auch in niedrigen Dosen potentiell gesundheitsschädlich.
- der Pleochroismus: Bei einigen durchsichtigen Mineralen sind die Farben und Farbtiefen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich. Erscheinen zwei Farben nennt man dies Dichroismus, bei drei Farben Trichroismus bzw. Pleochroismus. Die Bezeichnung wird auch als Sammelbezeichnung für beide Arten der Mehrfarbigkeit verwendet.
- die Schmelzbarkeit: Sie beschreibt das Verhalten vor dem Lötrohr, d.h. die Schmelzreaktion.

Gesteinsbildende Minerale

Die meisten Gesteine setzen sich zum Großteil aus einer nur relativ kleinen Anzahl von Mineralen zusammen, den etwa dreißig Gesteinsbildnern, enthalten daneben aber noch kleinere Mengen an selteneren Bestandteilen. So werden mehr als neunzig Prozent der Erdoberfläche von Silikatmineralen wie Olivin, Pyroxen, Amphibol, Feldspat oder Quarz gebildet. Sie finden sich in magmatischen, metamorphen und auch in tonreichen Sedimentgesteinen. Weitere bedeutende Mineralgruppen sind die Karbonate, die ebenfalls in wichtigen Sedimentgesteinen wie beispielsweise Kalkstein enthalten sind und die Oxide, darunter z. B. Hämatit.

Erzlagerstätten

Mineralablagerungen, die zur Metallgewinnung wirtschaftlich abgebaut werden können, bezeichnet man als Erze. Der Begriff ist somit ökonomisch, nicht wissenschaftlich geprägt: Ob eine gegebene Lagerstätte kommerziell ausgebeutet werden kann, hängt von den Abbaukosten und dem Marktwert des enthaltenen Metalls ab - während der Eisenanteil von Mineralablagerungen bei bis zu 50 % liegen muss, um einen finanziellen Gewinn zu erzielen, reichte im Jahr 2003 bei dem wesentlich wertvolleren Platin bereits ein Anteil von 0,00001 % dazu aus. Erzlagerstätten können auf sehr verschiedene Weise entstehen:
- Riesige Ablagerungen von Eisenerz, die so genannten gebänderten Eisenerzformationen, wurden vor 3650 bis 1800 Millionen Jahren in der Zeit des Archaikums und frühen Proterozoikums vermutlich durch den Einfluss von Bakterien als Sedimente abgelagert.
- Durch Verwitterungsprozesse können Minerale aus ihrem ursprünglichen Entstehungsgebiet verbracht werden und sich konzentriert als Sedimente (Seifen) am Grund von Flüssen, Seen oder flacher Meere absetzen. Ein Beispiel sind Ablagerungen von so genanntem Seifengold, das traditionell durch Waschen aus Flusssand gewonnen wird.
- Wenn heißes Grundwasser, das sich in der Tiefe beim Kontakt mit magmatischer Schmelze mit Mineralen angereichert hat, durch Risse und Spalten zur Oberfläche vordringt, lagern sich mit sinkender Temperatur und sich veränderndem pH-Wert im umgebenden Gestein nacheinander verschiedene Mineralformationen ab, die auf diese Weise die so genannten Hydrothermaladern bilden.
- Auf ähnliche Weise, nur oberirdisch, entstehen Erze, wenn das mineralreiche Wasser an Thermalquellen zu Tage tritt.

Verwendung

Minerale als Schmuck

pH-Wert Seltene Minerale, die aufgrund ihrer Härte, Färbung oder ihres Glanzes als schön empfunden werden und deshalb als Schmuck dienen, sind als Schmucksteine, umgangssprachlich auch als Halbedelsteine bekannt. Mit ihnen befasst sich wissenschaftlich die Gemmologie. Die wertvollsten Schmucksteine wie zum Beispiel Diamant, Rubin, Smaragd oder Saphir heißen auch Edelsteine. (Unter diesen Begriff fallen allerdings auch Nicht-Minerale wie Bernstein.) Aufgrund ihres hohen Preises werden Edelsteine heute teilweise synthetisch hergestellt. Um die durch Farbe und Glanz beeinflusste Schönheit eines Schmucksteins zur Geltung zu bringen, muss er geschliffen und poliert werden. Dazu existieren zahlreiche verschiedene Schliffformen: Durchsichtige oder durchscheinende Varietäten werden in der Regel mit Facettenschliffen versehen, bei denen meist in festen Winkelbeziehungen zueinanderstehende Flächen, die so genannten Facetten, die Lichtreflexion maximieren. Undurchsichtige Minerale erhalten hingegen glatte, einflächige Schliffe. Der Asterismuseffekt eines Sternsaphirs beispielsweise lässt sich nur durch den so genannten Cabochonschliff erzielen. Das Feuer eines im Brillantschliff geschliffenen Diamanten hängt in der Hauptsache von der Einhaltung bestimmter Winkelverhältnisse der einzelnen Facetten sowie von seinen Proportionen ab.

Minerale als Reinigungsmittel

Das gemahlene Tonmineral Lavaerde aus dem marokkanischen Atlasgebirge wird bereits seit der Antike als Körper- und Haarreinigungsmittel verwendet.

Minerale als Reaktionspartner und Reaktionsprodukte

Die Mineralogie hat entscheidend zum besseren Verständnis von Reaktionsabläufen beigetragen. Dies gilt vor allem für die chemischen und mikrobiellen Reaktionen im Wasserkreislauf, bei der Trinkwasseraufbereitung und bei der Korrosion. Im Wasserkreislauf kommt das Wasser mit zahlreichen Mineralen in Kontakt. Als Reaktionspartner spielen vor allem Kalzit, Pyrit und Tonminerale eine größere Rolle: Ersteres ist Reaktionspartner bei der Neutralisation von Säuren einschließlich Kohlensäure unter Bildung von Wasserhärte, zweiteres wirkt als Reduktionsmittel bei der Elimination von Nitrat (Denitrifikation), während Tonminerale Neutralisationsreaktionen bei niedrigen pH-Werten und Ionenaustauschreaktionen bewirken können. Bei der Trinkwasseraufbereitung entstehen als Reaktionsprodukt bei der Elimination von Eisen(II)- und Manganionen Goethit und δ-MnO₂, Kalzit kann bei Enthärtungsreaktionen (Entkarbonisierung) gebildet werden. Bei der Abwasserbehandlung können bei ausreichend hohen Phosphatkonzentrationen in den Abwasserbehandlungsanlagen wasserklare Kristalle von Struvit, einem Ammonium-Magnesiumphosphat, entstehen. Diese können den Querschnitt von Leitungen verengen. Bei der Korrosion von Stahl und Gusseisen im Kontakt mit Wasser können je nach Wasserbeschaffenheit Goethit, Magnetit und Lepidokrokit, bei höherer Karbonathärte auch Siderit, in phosphathaltigen Wässern Vivianit, in sulfathaltigen WässernTroilit und in schwefelwasserstoffhaltigen Wässern Greigit gebildet werden. Aus Kupfer kann sich dagegen Cuprit, Malachit oder Azurit bilden, während aus Blei hauptsächlich Hydrocerussit entsteht.

Biomineralisation

Mineralbildungen spielen auch in der belebten Natur eine wichtige Rolle. Weil die entstehenden Produkte manchmal sehr gut, oft aber nur schlecht oder gar nicht kristallisiert sind, werden einige anorganische Komponenten mit ihrer chemischen Bezeichnung aufgeführt; der Mineralname ist gegebenenfalls in Klammern hinzugefügt.
- Calciumcarbonat ist in Form von Kalzit oder Aragonit in der belebten Natur ein Vielzweck-Werkstoff und dient als mineralische Komponente von Eier- oder Muschelschalen. Auch einige Mikroorganismen wie die Kammerlinge (Foraminifera) bilden kalkhaltige Schalen.
- Calciumfluorid (Fluorit) ist Hauptkomponente des Zahnschmelzes von Säugetieren.
- Calciumphosphat (Hydroxylapatit) ist die anorganische Komponente von Knochen.
- Magnetit dient Lebewesen als Kompass zur Orientierung im Erdmagnetfeld. Dies hat man zunächst bei magnetotaktischen Bakterien festgestellt. Auch bei Insekten, Weichtieren, Vögeln und Fischen hat man jedoch inzwischen Magnetit nachgewiesen.
- Siliziumdioxid wird in amorpher Form als Gerüstsubstanz in Pflanzen eingebaut; Kieselalgen bauen aus dieser Substanz ihr Kieselskelett.

Minerale in der Esoterik

Vielen Mineralen wird in der Esoterik eine Bedeutung als Heilstein zugesprochen.

Systematik der Minerale

Minerale können beispielsweise nach ihrer chemischen Zusammensetzung klassifiziert werden: Gediegene Elemente: Gediegene Elemente sind Minerale, die nur aus einem einzigen chemischen Element gebildet werden. Hierzu zählen etwa zwanzig Minerale, davon zehn geologisch signifikant.
- Beispiele: Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au), Eisen (Fe), Schwefel (S), Graphit (C), Diamant (C) Sulfide: Sulfide bestehen aus einer Verbindung von Schwefel mit Metallen oder Halbmetallen. Zu den Sulfiden zählen etwa 600 Mineralien. Mineralogisch rechnet man auch die selenhaltigen Selenide und die tellurhaltigen Telluride zu dieser Gruppe.
- Beispiele: Bleiglanz (PbS), Pyrit (FeS₂), Zinkblende (ZnS), Zinnober (HgS) Halogenide: Die etwa 140 Halogenide bestehen aus einer Verbindung von Fluor, Chlor, Brom oder Iod mit Kationen wie Natrium oder Kalzium.
- Beispiele: Fluorit (CaF₂), Steinsalz (NaCl) Oxide und Hydroxide: Aus der Verbindung von Metallen oder Nichtmetallen mit Sauerstoff oder Hydroxylgruppen (OH^- -Gruppen) entstehen die etwa 400 Oxide bzw. Hydroxide (auch Oxyde genannt).
- Beispiele: Spinell (MgAl₂O₄), Hämatit (Fe₂O₃), Magnetit (Fe₃O₄), Korund (Al₂O₃), Pechblende (UO₂), Goethit (FeO(OH)) Karbonate: Die mehr als 200 Karbonate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ CO₃]^2-.
- Beispiele: Dolomit (CaMg(CO₃)₂), Kalzit (CaCO₃), Malachit (Cu₂CO₃(OH)₂) Phosphate, Arsenate, Vanadate: Phosphate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ PO₄]^3-. Hier werden meist auch Arsenate und Vanadate [VO₄]^3- eingeordnet. Die Gruppe umfasst etwa 400 Mineralien.
- Beispiele: Apatit (Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)), Türkis (CuAl₆(PO₄)₄(OH)₈ · 5H₂O), Carnotit (K₂(UO₂)₂(VO₄)₂ · 3H₂·) Nitrate: Nitrate sind leicht lösliche Salze mit dem Anionenkomplex [ NO₃]^-, der meist mit Natrium oder Kalium verbunden ist. Sulfate: Die etwa 300 Sulfate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ SO₄]^2-. Hierher sortiert man auch die Chromate.
- Beispiele: Anhydrit (CaSO₄), Gips (CaSO₄ · H₂O) Molybdate und Wolframate: Die eng verwandten Molybdate und Wolframate sind Verbindungen eines Metalls mit dem Anionenkomplex [MoO₄]^2- bzw. [WO₄]^2-.
- Beispiele: Wulfenit (PbMoO₄), Wolframit ((Fe,Mn)WO₄) Borate: Zu den etwa 125 Boraten zählen jene Minerale, die den Boratkomplex [BO₃]^3- enthalten.
- Beispiel: Borax (Na₂B₄O₅(OH)₄ · 8 H₂O), Sassolin (H₃BO₃) Silikate: Die Silikate sind etwa 500 Verbindungen, in denen der [ SiO₄]^4--Tetraeder einen wesentlichen Baustein darstellt.
- Beispiele: Olivin ((Mg, Fe)₂SiO₄), Zirkon (ZrSiO₄), Andalusit (Al₂SiO₅), Topas (Al₂SiO₄(OH,F)₂), Beryll (Be₃Al₂Si₆O₁₈), Quarz (SiO₂) Organische Minerale: Hierzu zählen Salze der Mellithsäure und der Oxalsäure.
- Beispiele: Bernstein, Honigstein, Kleesalz Eine Übersicht über alle Mineralartikel findet sich in der Liste von Mineralen; die verwandte Liste der Gesteine deckt Artikel zu individuellen Gesteinen ab.

Literatur

- Deer, W.A., Howie, R.A., und Zussman, J.: Orthosilicates, Band 1 aus: Rock-forming minerals. Longman, London, 2. Ausgabe, 1982.
- Rösler, H. J.: Lehrbuch der Mineralogie, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1991 ISBN 3342002883
- Kleber, W.: Einführung in die Kristallographie, Oldenbourg, 18. bearb. Aufl. 1998, ISBN 3486273191
- Edition Dörfler: Mineralien Enzyklopädie, Nebel Verlag, ISBN 3-89555-076-0

Weblinks

- [http://www.mineralienatlas.de Deutscher Mineralienatlas]
- [http://www.petrefaktum.de/ PETREFAKTUM] - Erdgeschichte Fossilien Mineralien -
- [http://www.minlex.de Mineralienlexikon]
- [http://web2.donzampano.com MinMax Mineralien-Information-System]
- [http://home.arcor.de/geologie-mineralogie/mineralogie-einf.htm#spalt Mineralogie&Geologie]
- [http://www.mindat.org mindat.org - The Mineral Database] - nur englisch, riesige Datenbank mit viel Input der Benutzer
- [http://www.mineralien-sammeln.de/ Datenbank mit Kenndaten der 380 häufigsten Mineralien]
- [http://www.johnbetts-fineminerals.com/jhbnyc/bestgall.htm John Betts Fine Minerals (englisch) - Mineraliengalerie] Kategorie:Mineralogie Kategorie:Bergbau ja:鉱物 simple:Mineral th:แร่

Strichfarbe

Die Strichfarbe (kurz Strich) bezeichnet in der Mineralogie die Farbe des Mineralpulvers. Diese Eigenschaft kann zur Unterscheidung von äußerlich ähnlich erscheinenden Mineralen verwendet werden. Das Mineral wird an eine rauhe weiße Porzellanfläche gedrückt und dann daran entlang gerieben. Der Abrieb erscheint dann in einer charakteristischen Farbe, die sehr verschieden von der Farbe des Minerals sein kann. So ist beispielsweise der Strich des metallisch golden glänzenden „Katzengoldes“ (Pyrit) schwarz, ebenso wie der der meisten Erze. Bei idiochromatischen Mineralien ist die Strichfarbe häufig ähnlich zur Mineralfarbe. Bei allochromatischen Mineralien dagegen ist die Strichfarbe meistens weiß. Kategorie:Mineralogie

Silizium

Silizium (fachsprachlich: Silicium; engl.: silicon) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Si und der Ordnungszahl 14.

Allgemeines

Silizium steht in der 4. Hauptgruppe (Tetrele) des Periodensystems der Elemente und zählt zu den Halbmetallen. Reines, elementares Silizium besitzt eine grau-schwarze Farbe und weist einen typischen metallischen Glanz auf. Halbmetall Es ist im Handel sowohl als feinkörniges Pulver als auch in größeren Stücken erhältlich. Hochreines Silizium für Solarpanels oder Halbleiter weist einen typischen metallischen, bronzenen bis bläulichen Glanz auf. Solarpanel Elementares Silizium ist für den menschlichen Körper ungiftig, in gebundener silikatischer Form ist Silizium für den Menschen essentiell. Siliziummangel führt unter anderem zu Wachstumsstörungen des Knochengerüstes. Der menschliche Körper enthält etwa 20 mg/kg Körpergewicht Silizium, der Wert nimmt im Alter jedoch ab. Silizium weist wie nur wenige andere Stoffe eine sog. Dichteanomalie auf, seine Dichte ist in flüssiger Form höher als in fester.

Geschichte

Entdeckung des Elements

Im Jahr 1811 stellten der Chemiker Joseph Louis Gay-Lussac und der französische Adlige Baron Louis Jacques Thénard (vgl. Thénards Blau) vermutlich erstmals unreines und amorphes Silizium durch Umsetzung von Siliziumtetrafluorid mit elementarem Kalium her. Ein ähnliches Vorgehen wurde 1824 von Jöns Jakob Berzelius in Schweden durch Umsetzung eines Hexafluorosilikates mit elementarem Kalium beschritten. Berzelius reinigte das so erhaltene amorphe Silizium durch Waschen auf, erkannte als erster die elementare Natur des Siliziums und gab ihm auch seinen Namen. Der Begriff Silizium leitet sich vom lateinischen Wort silex (Kieselstein, Feuerstein) ab. Er bringt zum Ausdruck, dass Silizium häufiger Bestandteil vieler Minerale ist. In der Tat ist Silizium mit einem Anteil von etwa 26 Gewichtsprozent nach Sauerstoff und noch vor Aluminium das zweithäufigste Element der Erdkruste. Der englische Begriff silicon wurde 1831 von dem Engländer Thomas Thompson vorgeschlagen. Die Endung -on soll dabei auf die chemische Verwandtschaft zum Kohlenstoff (carbon) hinweisen. Die erstmalige Herstellung reinen, kristallinen Siliziums gelang im Jahre 1854 dem französischem Chemiker Henri Etienne Sainte-Claire Deville mittels Elektrolyse.

Silizium in der Menschheitsgeschichte

Siliziumhaltige Verbindungen spielten in der Menschheitsgeschichte eine wichtige Rolle. Bereits in vorgeschichtlicher Zeit ist zum Beispiel Obsidian als besonders geeignetes Werkzeugmaterial abgebaut und durch Handel weithin verbreitet worden. Auch Flintstein wurde in Kreidegebieten in Belgien und Dänemark bergmännisch gewonnen. In gewaltigen Steinsetzungen wie Stonehenge wird religiöse und astronomische Bedeutung vermutet. Astgeflecht-Lehmbau für Herde, Öfen, Gebäude, luftgetrocknete, später gebrannte Kacheln und Ziegel und Tongefäße werden die folgende Verwendung des Siliciums darstellen. Mit den Städtegründungen aus Ziegelbauwerken wird dann auch die Unterjochung der Bauern eingesetzt haben, die wohl die am längsten ununterbrochen andauernde Bearbeitung des Siliciums zu fruchtbarem Boden bis heute fortgeführt haben. Sichere Bearbeitung und Handhabung gewaltigster Gesteinmassen wird in ägyptischer Zeit vollendet. Bei der Metallgewinnung, insbesondere bei der Stahlherstellung werden der Herde und Öfen, wird Silicat-Schlacke als Schutz vor Sauerstoffzutritt und als Form aus Ton oder Sand eingesetzt und dabei womöglich die Glasherstellung entdeckt. Gewölbebauten im Orient aus gebrannten Ziegeln werden von den Römern zu hohen Aquädukten und Innenräumen von bis zu 40 Meter Spannweite weiter entwickelt. Ein unter Wasser härtender Zement aus gebrannten Silicaten wird von ihnen entdeckt. Straßenbau für hohe Belastung und Dauerhaftigkeit auf Schotterunterbau wird in römischer Zeit entwickelt. Glasfenster machen Gebäude für die Römer auch in den nördlichen Besatzungsgebieten bewohnbar und werden von den Einheimischen übernommen. In Sandstein und Mauerstein wird der Gewölbebau in der Gotik zu höchster Vollendung gebracht. Mit Beginn der Neuzeit erweitern Fernrohr und Mikroskop den Sehsinn für Makro- und Mikrokosmos, Brillen gestatten Sehfehler zu korrigieren. Entdeckung der Porzellanherstellung im 18, Jh. Im 19 Jh. werden Stahl-(Silicium als Legierung, Flussmittel, Formsand, Sauerstoffschutz), Zement-, Glas-Herstellung als Großindustrien entwickelt, ebenfalls die Kunstdüngerherstellung. Säure-, basen-, feuerfeste Glasbehälter gestatten, die Forschung in der Chemie zu erweitern. Wie für die Glühlampe werden evakuierte Glaskolben in Röntgen-, Kino-, Radio-, Fernsehgeräten verwendet. 1947 entdecken John Bardeen, Walter Brattain und William Shockley den regelbaren elektrischen Widerstand, den Transistor, zunächst an einem Germaniumkristall. und es dauert einige Zeit, bis das verbindungsfreudige Silicium in die für Halbleitereigenschaften notwendige Reinheit isoliert werden kann. 1956 entwickeln unabhängig von einander Robert Noyce bei Fairschild und Jack S. Kilby bei Texas Instruments die Integrierte Schaltung. 1970 wird bei Intel die pogrammierbare Integrierte Schaltung, die Vorstufe zum Mikroprozessor entwickelt. November 2005 werden erste erfolgversprechende Versuchsergebnisse mit Siliciumlasern berichtet.

Vorkommen

Etwa 26 Gewichtsprozent der Erdrinde bestehen aus Silizium, es tritt in der Natur ausschließlich als Oxid auf, und zwar entweder in Form von Siliziumdioxid oder in Form silikatischer Mineralien. Intel Wesentliches Bauelement aller Silizium-Sauerstoff-Verbindungen sind dabei immer SiO₄-Tetraeder. Durch Polykondensation solcher SiO₄-Tetraeder, die über gemeinsame Ecken, Kanten oder Flächen verknüpft werden, können komplexe Ketten, Ringe, Schichten und andere Vernetzungsmuster ausgebildet werden. So bestehen Sand und Quarz vorwiegend aus Siliziumdioxid. Viele Halbedelsteine bestehen im wesentlichen aus Siliziumdioxid, etwa der Bergkristall, Amethyst, Rosen-und Rauchquarz, Achat, Jaspis und Opal. Mit vielen Metalloxiden bildet Silizium Silikate aus. Beispiele für silikathaltige Gesteine sind Glimmer, Asbest, Ton, Schiefer, Feldspat und Sandstein. Neben der bereits erwähnten essentiellen Natur des Siliziums, gibt es eine Reihe von Lebewesen, die siliziumdioxidhaltige Strukturen erzeugen. Am bekanntesten sind dabei die Kieselalgen (Diatomeen), welche sich durch enzymkatalysierte Kondensation von Monokieselsäure Si(OH)₄ ein Exoskelett aus Siliziumdioxid aufbauen. Auch die Blätter des Schachtelhalms erhalten durch ein Siliziumdioxidgerüst zusätzliche Stabilität. In der Fauna bilden auch viele Schwämme und Radiolarien Exoskelette aus Siliziumdioxid. Siehe auch Kieselsäure.

Gewinnung und Verwendung

Elementares Silizium findet in unterschiedlichen Reinheitsgraden Verwendung in der Metallurgie (Ferrosilizium), der Photovoltaik (Solarzellen) und in der Mikroelektronik (Halbleiter, Computerchips). Demgemäß ist es in der Wirtschaft gebräuchlich, elementares Silizium anhand unterschiedlicher Reinheitsgrade zu klassifizieren. Man unterscheidet Si_mg (metallurgical grade, Rohsilizium, 98-99 % Reinheit), Si_sg (solar grade, Solarsilizium, 99.99 % Reinheit) und Si_eg (electronic grade, Halbleitersilizium, Verunreinigungen < 1 ppb).

Rohsilizium

Im industriellen Maßstab ist elementares Silizium durch Reduktion von Siliziumdioxid mit Kohlenstoff im Lichtbogenofen bei Temperaturen von etwa 2000 °C erhältlich.

SiO_2 + 2 C \rightarrow Si + 2 CO

Von diesem industriellen Rohsilizium (Si_mg) wurden im Jahr 2002 etwa 4,1 Millionen Tonnen hergestellt. Es ist für metallurgische Zwecke ausreichend sauber und findet Verwendung als Legierungsbestandteil für Weißblech und Stähle (Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit) sowie als Ausgangsstoff für die Silanherstellung über das Rochow-Verfahren, welche schließlich im Wesentlichen zur Herstellung von Silikonen dienen. Zur Herstellung von Ferrosilizium für die Stahlindustrie (Desoxidationsmittel im Hochofenprozess) wird zweckmäßigerweise obige Reaktion unter Anwesenheit von elementarem Eisen durchgeführt.

SiO_2 + 2 C + Fe \rightarrow FeSi + 2 CO

Weltweit stellen aufgrund der hohen Anfangsinvestitionen und langen Bauzeiten für die notwendigen Öfen nur wenige Firmen Rohsilizium her. Die Hauptproduzenten sind Hemlock aus den USA, Wacker-Chemie aus Deutschland, Tokuyama aus Japan, die REC Gruppe aus Norwegen und ASiMI aus Japan (Stand 2004/2005).

Solarsilizium

Für photovoltaische Anwendungen muss das Rohsilizium jedoch weiter zum Solarsilizium (Si_sg) gereinigt werden. Dazu wird es im Siemens-Verfahren zunächst mit gasförmigen Chlorwasserstoff bei 1100 °C in einem Wirbelschichtreaktor zu Trichlorsilan (Silicochloroform) umgesetzt.

Si + 3 HCl \rightarrow H_2 + HSiCl_3

Nach aufwändigen Destillationsschritten wird das Silicochloroform in Anwesenheit von Wasserstoff in einer Umkehrung der obigen Reaktion an beheizten Reinstsiliziumstäben wieder thermisch zersetzt. Das elementare Silizium wächst dabei auf die Stäbe auf. Der dabei freiwerdende Chlorwasserstoff wird in den Kreislauf zurückgeführt. Als Nebenprodukte fällt Siliciumtetrachlorid an, welches entweder zu Trichlorsilan umgesetzt und in den Prozess zurückgeführt, oder in der Sauerstoffflamme zu pyrogener Kieselsäure verbrannt wird. Eine chlorfreie Alternative zu obigem Verfahren stellt die Zersetzung von Monosilan dar, welches ebenfalls aus den Elementen gewonnen werden kann und nach einem Reinigungsschritt an beheizten Oberflächen oder beim Durchleiten durch Wirbelschichtreaktoren wieder zerfällt.

SiH_4 \rightarrow 2 H_2 + Si

Das auf diesen Wegen erhaltene polykristalline Solarsilizium ist für die Herstellung von Solarpanels geeignet und besitzt eine Reinheit von > 99.99 %. Hier werden genau wie beim Einsatz in der Mikroelektronik die halbleitenden Eigenschaften des Siliziums ausgenutzt.

Halbleitersilizium

Wirbelschichtreaktor Für Anwendungen in der Mikroelektronik wird hochreines, monokristallines Halbleitersilizium (Si_eg) benötigt. Insbesondere müssen Verunreinigung mit Elementen, welche auch als Dotierelemente geeignet sind, mithilfe des Tiegelziehens oder Zonenschmelzens unterhalb kritischer Werte gebracht werden. Beim Tiegelziehen (Czochralski-Verfahren) wird das im Siemensverfahren erhaltene Solarsilizium in Quarztiegeln geschmolzen. Ein Impfkristall aus hochreinem, monokristallinen Silizium wird in diese Schmelze gebracht und langsam unter Drehen aus der Schmelze herausgezogen, wobei hochreines Silizium in monokristalliner Form auf dem Kristall wächst und nochmals Verunreinigungen in der Schmelze zurückbleiben. Physikalischer Hintergrund dieses Reinigungsverfahrens ist die Schmelzpunkterniedrigung. Alternativ wird beim Zonenschmelzen mit Hilfe einer (ringförmigen) elektrischen Induktionsheizung eine Schmelzzone durch einen Siliziumstab gefahren, wobei sich ein Großteil der Verunreinigungen in der Schmelze lösen und mitwandern. Hochreines, kristallines Silizium ist das Grundmaterial schlechthin für die Mikroelektronik. Alle gängigen Computer-Chips, Speicher, Transistoren etc. verwenden hochreines Silizium als Ausgangsmaterial. Diese Anwendungen beruhen auf der Tatsache, dass Silizium ein Halbleiter ist. Durch die gezielte Einlagerung von Fremdatomen (Dotierung), wie beispielsweise Arsen, Antimon, Bor oder Phosphor, können die elektrischen Eigenschaften von Silizium in einem weiten Bereich verändert werden. Dadurch lassen sich verschiedenste elektronische Schaltungen realisieren. Wegen der zunehmenden Bedeutung der elektronischen Schaltungen spricht man auch vom Silizium-Zeitalter. Auch die Bezeichnung Silicon Valley ("Silizium-Tal") für die Hightech-Region in Kalifornien weist auf die enorme Wichtigkeit des Siliziums in der Halbleiter- und Computerindustrie hin.

Reaktivität und Verbindungen

In allen in der Natur auftretenden und der überwiegenden Zahl der synthetisch hergestellten Verbindungen bildet Silizium ausschließlich Einfachbindungen aus. Die lange Jahre als gültig angesehene Doppelbindungsregel, wonach Silizium als Element der 3. Periode keine Mehrfachbindungen ausbildet, muss mittlerweile jedoch als überholt angesehen werden, da inzwischen eine Vielzahl synthetisch hergestellter Verbindungen mit Si-Si-Doppelbindungen bekannt sind. Im Jahr 2004 wurde die erste Verbindungen mit einer formalen Si-Si-Dreifachbindungen strukturell charakterisiert. Silizium tritt in chemischen Verbindungen in der Regel vierwertig auf, es sind allerdings auch synthetisch hergestellte Verbindungen des zweiwertigen Siliziums (Silylene) bekannt. Demgemäß ist das Siliziumatom in Verbindungen in der Regel vierfach koordiniert. Daneben existieren aber mittlerweile eine Reihe von Verbindungen in denen Silizium eine fünf- oder sechsfache Koordination aufweist. Silizium stellt in aller Regel den elektropositiven Partner einer chemischen Verbindung dar, obwohl auch Verbindungen mit formal negativiertem Silizium existieren. Besonders erwähnenswert ist die Inversion der Bindungspolarität von Element-Wasserstoff-Bindungen beim Übergang von Kohlenstoff (Elektronegativität (EN=2,55)) zum Silizium (EN=1,9, (Wasserstoff, (EN=2,1)), weshalb Siliziumwasserstoffverbindungen eine gänzlich andere Reaktivität als Kohlenwasserstoffe aufweisen. Kohlenwasserstoffe Daneben bildet Silizium in den Siliciden auch echte Anionen aus. Die gesamte Chemie des Siliziums ist im Wesentlichen durch die hohe Affinität des Siliziums zum Sauerstoff geprägt. binäre Verbindungen
- Siliziumcarbid
- Siliziumdioxid
- Siliziumnitrid
- Silicide Silikate
- Zirkon und alle anderen Silikate Siliziumhalogenide
- Siliziumtetrafluorid
- Siliziumtetrachlorid
- Trichlorsilan (Silicochloroform) Siliziumwasserstoffe
- Monosilan
- Silane Organische Siliziumverbindungen
- Tetramethylsilan (TMS, NMR-Standard)
- Methylchlorsilane (Bausteine für Silikone)
- Phenylchlorsilan Polymere Siliziumverbindungen
- Silikone (Silicone, Polyorganosiloxane)
- Polysilane

Sonstiges

Werden SiO₄-Tetraeder durch organische Reste modifiziert und polymerisiert, erhält man die Silikone (Silicone), die zu den wichtigsten industriellen Kunststoffen gehören. Silikone und Silizium selbst werden von Nichtfachleuten öfters verwechselt, da die englischen Namen (silicone und silicon) sehr ähnlich sind. Poröses Silizium kann unter Lasereinstrahlung und Zunahme von Sauerstoff hochexplosiv sein, wie Forscher der Technischen Universität München zufällig entdeckt haben. Sprengungen im Mikrometerbereich sind möglich. Die Detonationsgeschwindigkeit und Detonationsenergie sind höher als bei TNT und Dynamit. Allerdings waren dazu Temperaturen um den absoluten Nullpunkt notwendig. Ob diese Eigenschaft in Zukunft technisch genutzt werden oder sogar das Dynamit ersetzen kann, ist allerdings noch fraglich. Denn um poröses Silizium reaktionsfähig zu machen sind Temperaturen von unter -180 °C erforderlich. Die Verwendung von flüssigem Sauerstoff steigert den Effekt noch, denn durch bessere Versorgung der Siliziumoberfläche mit Sauerstoff erreicht man einen möglichst vollständige Verbrennung des Materials. Mögliche Einsatzgebiete wären im Weltraum zu suchen, wo solche Temperaturen vorherrschen. Durch die hohe Präzision ließen sich z. B. Satelliten vom Mutterschiff abtrennen. Denkbar wäre ein Einsatz auch in der Automobilindustrie zur schnelleren Zündung für Airbags.

Siehe auch

Glas, Sand, Gestrecktes Silizium

Literatur

- Silicon and siliceous structures in biological systems, Tracy L. Simpson, Benjamin E. Volcani (Engl.), New York : Springer-Verlag, 1981. ISBN 0387905928 ISBN 3540905928

Weblinks

- http://www.3sat.de/nano/cstuecke/12119/ Silizium als Energiequelle
- [http://www.weltderwunder.de/wdw/Technik/Hightech/Sprengstoff/2_SupersprengstoffausSilizium/ Silizium als Sprengstoff (Welt der Wunder)] Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Gruppe-14-Element Kategorie:Periode-3-Element Kategorie:Halbmetall Kategorie:Halbleiter Kategorie:Sprengstoff ja:ケイ素 ko:규소 th:ซิลิคอน

Kristall

Ein Kristall ist ein anisotroper, homogener Körper, der aus einer dreidimensional und periodisch angeordneten Struktureinheit besteht. Man bezeichnet diese als Einheitszelle und dessen Anordnung als Kristallgitter. Festkörper ohne eine innere Ordnung wie Glase werden amorph genannt. Daneben gibt es noch Quasikristalle, die zwar wohlgeordnet sind, jedoch keine dreidimensionale Translationssymmetrie besitzen und aus mehreren unterschiedlichen Struktureinheiten aufgebaut sein können. Je nach Ausprägung unterscheidet man Kristalle in durch Grenzflächen geprägte Kristallite und unbeeinträchtigt ausgebildete Einkristalle. Anisotrope Flüssigkeiten, welche dadurch einige Charakteristika eines Kristalls aufweisen, bezeichnet man als Flüssigkristalle. Die Wissenschaft, welche die Eigenschaften und Formen von Kristallen erforscht, ist die Kristallographie.

Etymologie

Der Begriff Kristall stammt ursprünglich von dem griechischen Wort „krýstallos“ = Eis ab. Bei dem bereits im antiken Griechenland betriebenen Bergbau wurden wahrscheinlich Quarz-Kristalle entdeckt, die für nicht geschmolzenes Eis gehalten wurden. Daher stammt die Bezeichnung „Krystall“, die sich im Laufe der Zeit zu „Kristall“ gewandelt hat.

Klassifikation und Struktur

Alle möglichen Kristallgitter lassen sich im Rahmen der Gruppentheorie anhand ihrer Kristallklassen in 230 kristallographische Raumgruppen klassifizieren, welche ihrerseits auf den Punktgruppen und den Bravais-Gittern basieren (siehe auch Kristallsystem). Die Kristallstruktur ist jedoch nicht stoffspezifisch, das heißt eine Substanz bzw. ein Mineral kann je nach äußeren Bedingungen (Druck, Temperatur etc.) unterschiedliche thermodynamisch stabile Raumgruppen besitzen, welche man als Modifikationen bezeichnet. Die Regelmäßigkeit im Inneren spiegelt sich mitunter auch in der makroskopischen Geometrie wieder. So sind zum Beispiel Eiskristalle sechseckig, während Kochsalzkristalle würfelförmig sind. Das äußere Aussehen eines Kristalls wird als Kristallhabitus oder Kristalltracht bezeichnet. Die Kristallflächen bzw. Gitterebenen werden durch Millersche Indizes beschrieben. Die Untersuchung von Kristallstrukturen ist Aufgabenfeld der Kristallstrukturanalyse.

Gitterfehler

Ein realer Kristall enthält Gitterfehler, das heißt die dreidimensional-periodische Anordnung der Atome ist gestört. Man unterscheidet Punktfehler, Linienfehler, Flächenfehler und Volumenfehler. Punktfehler sind die einzigen Gitterfehler, die auch im thermodynamischen Gleichgewicht vorkommen. Im Regelfall liegt ein kristalliner Festkörper als Polykristall und nicht als Monokristall vor, das heißt der Körper besteht aus vielen kleinen Kristallen (Kristalliten), die durch Korngrenzen voneinander getrennt sind. Liegen verschiedene Kristallarten nebeneinander vor, so spricht man von Phasengrenzen.

Kristallisation

Ein Kristall entsteht, wenn die Temperatur einer Schmelze langsam genug unter den Schmelzpunkt sinkt und daraufhin die thermische Bewegung der einzelnen Atome einen so geringen Wert annimmt, dass die gegenseitigen Bindungen durch thermische Schwingungen nicht mehr aufgebrochen werden und die Atome sich so zu einem einheitlichen Gitter vereinigen können, welches durch eine Fernordnung geprägt ist. Das einheitliche Gitter hat eine geringere freie Enthalpie als das amorphe Glas, welches lediglich über eine Nahordnung verfügt. Man bezeichnet diesen Vorgang als Kristallisation. Ausgangspunkt für die Kristallbildung ist ein Kristallisationskeim, der bei sinkender Temperatur wächst. Existieren viele solcher Kristallkeime oder setzt die Kristallisation an mehreren Stellen gleichzeitig ein, so entsteht ein Polykristall. Sinkt die Temperatur der Schmelze so schnell, dass sich die Atome nicht periodisch anordnen können, so entsteht ein Glas. In vielen Fällen kommt es im Zuge der Kristallisation zu einem verwachsen zweier Kristalle gleicher Struktur und Zusammensetzung, welche man in Folge als Kristallzwilling bezeichnet. Unter einer Umkristallisation versteht man die Änderung einer Kristallstruktur, bedingt durch die Änderung äußerer Faktoren wie den Druck- und Temperaturbedingungen. Hierbei wechselt der kristalline Feststoff bzw. das Mineral seine Modifikation. Die künstliche Herstellung von Kristallen bezeichnet man als Kristallzucht.

Eigenschaften

Kristalle haben eine höhere Dichte als ihre amorphen Gegenstücke. Nichtmetallische anorganische Kristalle sind härter, aber auch spröder. Alle Metalle erstarren im Regelfall kristallin. Das Verhalten von Licht in Kristallen wird durch die Kristalloptik beschrieben. Wichtige hiermit verbundene Eigenschaften und Phänomene sind die optische Aktivität, die Polarisation, die Doppelbrechung und der Pleochroismus. Periodische dielektrische Strukturen, so genannte photonische Kristalle, zeigen neuartige optische Eigenschaften.

Formen und Beispiele

photonische Kristalle Viele Schmucksteine sind besonders schöne und große Kristalle der verschiedenen Mineralien. Der Bergkristall ist eine farblose Variante des Quarz-Kristalls, die violette Variante ist der Amethyst. Der Diamant ist eine kristalline Form des Kohlenstoff und das härteste natürlich vorkommende Mineral. Auch Silizium kristallisiert im Diamantgitter. Es ist wohl zur Zeit der Stoff, der am häufigsten in großen Mengen einkristallin verwendet wird (Halbleitertechnik). Im Gegensatz dazu weist Galliumarsenid (GaAs) die so genannte Zinkblende-Struktur auf.

Literatur

- Ashcroft, Neil W. (2001): Festkörperphysik. München, Wien: Oldenbourg. ISBN 3486248340
- Walter Borchardt-Ott (2002): Kristallographie. Springer. ISBN 3540439641
- Charles Kittel (2002): Einführung in die Festkörperphysik. Oldenbourg. ISBN 3486272195
- Will Kleber, Hans-Joachim Bautsch, Joachim Bohm (1998): Einführung in die Kristallographie. Oldenbourg. ISBN 3486273191
- Konrad Kopitzki, Peter Herzog (1989): Einführung in die Festkörperphysik. 2. Auflage. Teubner, Stuttgart. ISBN 3519330830
- Ulrich Müller (2004): Anorganische Strukturchemie. Teubner. ISBN 3519335123
- Lesley Smart, Elaine Moore (1997): Einführung in die Festkörperchemie. Springer. ISBN 3540670661

Weblinks

- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Kristall Mineralienatlas - Kristall]
- [http://www.mineralien-basel.ch Alpine Mineralien - Kristall]
- [http://www.meinemineraliensammlung.de/victor/goldschmidt/ Atlas der Krystallformen von Victor M. Goldschmidt] Kategorie:Kristallographie Kategorie:Mineralogie Kategorie:Festkörperphysik ja:結晶

Russland

Russland (russisch Россия), bzw. Russische Föderation (russisch Российская Федерация, ) - beide Bezeichnungen sind gleichwertig - ist ein Staat in Osteuropa und Nordasien und der flächenmäßig größte Staat der Erde.

Geografie

Bild:Rs-map.png

Nachbarländer und Meere

Im Folgenden sind die an Russland angrenzenden Nachbarländer und Meere entgegen dem Uhrzeigersinn aufgeführt. Die Grenzlänge ist hinter den jeweiligen Staaten in Klammern angegeben. Das russische Kernland grenzt an die skandinavischen Staaten Norwegen (196 km) und Finnland (1340 km), gefolgt von einem kurzen Küstenstreifen zur Ostsee. Danach teilt sich Russland eine Grenze mit den baltischen Ländern Estland (294 km) und Lettland (217 km), weiter südlich gefolgt von Weißrussland (959 km) und der Ukraine (1576 km). Das Schwarze Meer trennt die europäischen Grenzen Russlands von denen zu Kleinasien. Im Kaukasus grenzen Georgien (723 km) und Aserbaidschan (284 km) an. Es folgt ein Küstenstreifen am Kaspischen Meer und eine lange gemeinsame Grenze mit der zentralasiatischen Republik Kasachstan (6846 km). In Ostasien grenzt Russland erstmals an die Volksrepublik China (etwa 40 km) und dann an die Mongolei (3485 km). Danach trifft das russische Hoheitsgebiet zum zweiten Mal mit der VR China zusammen (3605 km). Mit Nordkorea (19 km) besteht die letzte Landverbindung zu einem anderen Staat. Danach folgen die Küstenlinien zum Japanischen, dem Ochotskischen Meer, zum Pazifischen Ozean und schließlich zur Beringsee. Über die nur etwa 85 km schmale und 30 m bis 50 m tiefe Beringstraße ist Russland im äußersten Osten von seiner ehemaligen Kolonie Alaska (die 1867 an die USA verkauft wurde und seit 1959 offizieller Staat der USA ist) getrennt. Der gesamte nördliche Teil des Landes grenzt an den Arktischen Ozean. Dort befinden sich auch einige große und viele kleine Inseln, die ebenfalls zum russischen Staatsgebiet gehören. Die Gesamtlänge der Landesgrenzen beträgt 20.017 km, die Küstenlinie umfasst 37.653 km. Neben dem Kernland besitzt Russland noch zwei Exklaven:

Exklaven

Exklave Die größte russische Exklave ist der nördliche Teil des ehemaligen Ostpreußen, die heutige Oblast Kaliningrad (dt.: Königsberg). Die Exklave grenzt an Litauen (227 km) und Polen (206 km) und ist wie das Mutterland Ostsee-Anrainer. Sie beherbergt die gleichnamige Stadt Kaliningrad. Die zweite Exklave befindet sich in der Schweiz: das 1899 von Russland mit schweizer Genehmigung errichtete Suworow-Denkmal in der innerschweizerischen Schöllenenschlucht zählt zum russischen Hoheitsgebiet. Vermutlich wurde das nur 563 m² große Territorium an Russland übergeben, damit die Neutralitätsgesetze der Schweiz nicht verletzt werden. Der Exklavenstatus ist umstritten.

Strittige Gebiete

Südlich der russischen Halbinsel Kamtschatka liegt die Inselgruppe der Kurilen. Die Kette von etwa 30 Inseln erstreckt sich bis 4km vor die Küste Japans. Die Inseln standen seit 1875 unter japanischer Hoheit, als das sowjetische Russland sie 1945 im Zweiten Weltkrieg eroberte. Die südlichen Kurilen werden bis heute von Japan beansprucht. Seit 2004 laufen wieder Verhandlungen zwischen den beiden Staaten, die den Gebietsstreit beenden sollen. siehe auch: Kurilenkonflikt In der russischen Teilrepublik Tschetschenien versuchen islamische Unabhängigkeitsbewegungen, einen souveränen Staat zu errichten. De facto herrscht in der kaukasischen Republik seit 1994 permanenter Kriegszustand, wobei beide Seiten die Auseinandersetzung mit äußerster Härte austragen. Im Zusammenhang mit dem Konflikt stehen unter anderem die Geiselnahme in einem Theater in Moskau 2002 sowie die Geiselnahme von Beslan, bei der 2004 insgesamt 368 Menschen ums Leben kamen. Der Tschetschenienkonflikt stellt die gegenwärtig schwerste Krise Russlands dar und seine Lösung ist wahrscheinlich die größte Herausforderung der russischen Regierung. An dem Fluss Amur, der die Grenze Russlands zur VR China bildet, kam es v.a. während der Sowjetzeit zu diversen Auseinandersetzungen, die auch zu Grenzgefechten führten. Auch in der heutigen Zeit gibt es vereinzelt Gefechte zwischen russischen und chinesischen Grenzsoldaten. Da aber keine Seite offiziell Anspruch auf Gebiete jenseits des Flusses erhebt, werden diese Streitigkeiten nicht als ein schwerwiegender Konflikt betrachtet.

Großlandschaften

VR China Hauptartikel: Russische Großlandschaften Russland gliedert sich geografisch betrachtet hauptsächlich in die folgenden Großlandschaften (etwa in West-Ost-Richtung):
- Osteuropäische Ebene - westlich des Uralgebirges
- Westsibirisches Tiefland - östlich des Uralgebirges
- Nordsibirisches Tiefland - südlich des Arktischen Ozean
- Mittelsibirisches Bergland - zwischen Jenissei und Lena
- Südsibirische Gebirge - Gebirge im Süden Russlands (bzw. Sibiriens)
- Mitteljakutische Niederung - in der Fluss-Niederung der Lena
- Ostsibirisches Bergland - Gebirge östlich der Lena
- Ostsibirisches Tiefland - südlich der Ostsibirischen See

Flüsse und Ströme

Ostsibirischen See]] Sieben der zehn längsten europäischen Flüsse verlaufen durch russisches Staatsgebiet. An deren Spitze steht die Wolga. Sie ist der längste Fluss Europas und verläuft ausschließlich in Russland. Nach 3.531 km mündet sie schließlich ins Kaspische Meer. Als Wasserweg erfährt die Wolga besondere Bedeutung, da sie Nordeuropa mit Zentralasien verbindet. Mit 2.428 km Länge folgt der Ural. Er entspringt im gleichnamigen Gebirge und verläuft in Richtung Süden nach Kasachstan. Da er erst jenseits der kasachischen Grenze schiffbar wird, hat er für Russland nur geringe wirtschaftliche Bedeutung. Jedoch wird er allgemein als Innereurasische Grenze angesehen. Eine sehr große Bedeutung für die slawischen Staaten besitzt dagegen der Dnepr (auch Dnjepr genannt). Der Strom entsteht westlich von Moskau und fließt anschließend durch Weißrussland und die Ukraine, wo er ins Schwarze Meer mündet. Über den Dnepr-Bug-Kanal ist er mit dem polnischen Fluss Bug und mit Weichsel und Memel verbunden, was den Dnepr zu einer äußerst wichtigen Wasserstraße macht. In Asien verläuft der 2.824 km lange Amur. Er bildet seit 1689 die Grenze zwischen Russland und der Volksrepublik China. Weitere wichtige Flüsse und Ströme sind (alphabetisch sortiert); die bedeutsamsten Flüsse sind kursiv gedruckt): Angara, Bureja, Chor, Don, Düna, Indigirka, Irtysch, Jenissei, Kama, Kolyma, Kuban, Lena, Memel, Moskwa, Newa, Ob, Oka, Petschora, Pregel, Seja, Selenga, Tobol, Tschulym, Steinige und Untere Tunguska, Ussuri, Wjatka, Wolchow.

Gebirge und Berge

Die bedeutendsten Gebirge in Russland sind (alphabetisch sortiert): Altai, Baikalgebirge, Chibinen, Kaukasus, Kolymagebirge, Putoranagebirge, Sajangebirge, Stanowojgebirge, Stanowojhochland, Tannu-ola-Gebirge, Tscherskigebirge, Ural, Werchojansker Gebirge. Der höchste Berg in Russland ist der Elbrus (5.642 m) im Kaukasus.

Städte

Die größten Städte Russlands sind Moskau (10,10 Mio.), Sankt Petersburg (4,66 Mio), Nowosibirsk (1,42 Mio), Nischni Nowgorod (1,35 Mio), Jekaterinburg (1,26 Mio), Samara (1,16 Mio), Omsk (1,15 Mio) und Wolgograd (1,2 Mio). Siehe auch: Liste der Städte in Russland

Klima

Große Teile des Landes sind vom Kontinentalklima mit heißen Sommern und sehr kalten Wintern geprägt. Die vier Klimastationen Moskau, Jekaterinburg, Nowosibirsk und Bomnak liegen alle etwa auf 55° nördlicher Breite von West nach Ost. An ihnen lässt sich die zunehmende Kontinentalität mit immer ausgeprägteren Differenzen zwischen dem wärmsten und kältesten Monat des Jahres gut erkennen. Im Nordosten Sibiriens - beim Ort Oimjakon - liegt der Kältepol der Nordhalbkugel. Bild:Klima_moskau.png|Klimadiagramm Moskau Bild:Klima_jekaterinburg.png|Klimadiagramm Jekaterinburg Bild:Klima_novosibirsk.png|Klimadiagramm Nowosibirsk Bild:Klima_bomnak.png|Klimadiagramm Bomnak Die Klima- und Vegetationszonen verlaufen in Russland weitgehend breitenkreisparallel, so dass stark schematisiert folgende Nord-Süd-Abfolge entsteht:

Bevölkerung

breitenkreis] Russland ist ein Vielvölkerstaat. So leben neben den Russen, die mit 80,0 % die Mehrheit der Bevölkerung stellen, noch fast 100 andere Völker auf dem Gebiet des Landes. Größere Minderheiten sind die Tataren (4,0 %), die Ukrainer (2,2 %), die Tschuwaschen (1,5 %), die Baschkiren (1,4 %), die Wolgadeutschen (0,8%) und andere. Zu den kleineren Minderheiten zählen beispielsweise die Mescheten und die Juden. Sie sprechen meistens Sprachen aus dem Kreis der Uralische Sprachen (Samojedische Sprachen), Altaiische Sprachen und Paläosibirische Sprachen. Siehe: Indigene Völker des russischen Nordens, Sibiriens und des russischen Fernen Ostens Für viele nicht-russische Völker wurden Republiken mit weitgehender Autonomie errichtet. In den letzten Jahren erlebt Russland einen deutlichen Bevölkerungsrückgang von etwa 750.000 Einwohnern pro Jahr. Dennoch ist Russland das zweitwichtigste Einwanderungsland der Welt. Herkunftsländer sind hierbei vor allem die ärmeren, südlichen ehemaligen Sowjetrepubliken Zentralasiens und des Kaukasus, aber in zunehmender Zahl auch Afrika und Südostasien. Die Mehrheit der Einwanderer stellen bisher jedoch die Russen, die während der Sowjetzeit in anderen Teilrepubliken angesiedelt wurden und nun mit ihren Familien nach Russland zurückkehren. Russisch ist die einzige überall geltende Amtssprache, parallel dazu wird in den einzelnen autonomen Republiken oftmals die jeweilige Volkssprache als zweite Amtssprache verwendet. Das kyrillische Alphabet ist die einzige offizielle Schrift und es besteht die Richtlinie, dass alle jeweiligen Sprachen in Kyrillisch zu schreiben sind. Gegen diese Regelung erhob sich in den vergangenen Jahren mehrmals Widerstand, z. B. von Seiten der Tataren. Die russisch-orthodoxe Kirche bildet die vorherrschende christliche Gruppe in der Föderation der über 60 % der Bevölkerung angehört. Allerdings ist die Zahl der Konfessionslosen mit über 25 % sehr hoch; zu anderen Religionen zählen der Islam (knapp 12 %) und in kleinerem Maße verschiedene protestantische Richtungen (1 Millionen Menschen) (darunter die ELKRAS), die katholische Kirche (ebenfalls rund 1 Millionen Menschen), der Buddhismus (über 1 Millionen) und der Judentum (800000). 73 % der Russen leben in Städten.

Bevölkerungswachstum

Russland verliert ca. 365.000 Einwohner im Jahr (ca. 1.000 Einwohner am Tag). Die Bevölkerungsdichte war 2004 8,46 Einwohner/km², im Jahr 2005 ist diese noch 8,40 Einwohner/km².

Geschichte

Judentum Judentum Judentum Judentum Hauptartikel: Geschichte Russlands

Etymologie

Der alte ostslawische Name für das Gebiet des von Slawen bewohnten Teils des europäischen Russlands, Weißrusslands und der Ukraine war Rus (siehe Kiewer Rus), der davon abgeleitete mittelalterliche lateinische Name war Ruthenia, in latinisierter slawischer Version Russia (ab dem frühen 18. Jahrhundert Rossija). Wörtlich übersetzt bedeutet Rossijskaja Federazija ‚Russländische Föderation‘ (von Rossija ‚Russland‘). Man hat bewusst nicht Russkaja Federazija (‚Russische Föderation‘) als Staatsbezeichnung gewählt, um auch die nicht-russischen Ethnien einzubeziehen. Ist von dem russischen Volk oder der russischsprachigen Kultur die Rede, spricht man daher im Russischen von russkij (‚russisch‘). Ist dagegen von den Staat Russland betreffenden Sachverhalten die Rede, verwendet man das Adjektiv rossijskij (‚russländisch‘).

Entstehung

Die früheste Geschichte des eigentlichen, europäischen Russlands (für die Geschichte des asiatischen Teils, siehe Geschichte Sibiriens) ist im Norden geprägt von finno-ugrischen Völkern und Balten, und im Süden von den indogermanischen Steppenvölkern des Kurganvolks, der Kimmerier, Skythen, Sarmaten und Alanen; später kamen hier noch Griechen, Goten, Hunnen und Awaren hinzu. In der Mitte, zwischen Dnjepr und Bug, fand die Ethnogenese der slawischen Völker statt, die sich ab dem 6. Jahrhundert auch nach Norden und Osten auszudehnen begannen. Ab dem 8. Jahrhundert befuhren schwedische Wikinger die osteuropäischen Flüsse, gründeten Städte und Siedlungen und vermischten sich mit der slawischen Vorbevölkerung. Diese auch Waräger oder Rus genannten Kriegerkaufleute waren maßgeblich an der Gründung des ersten ostslawischen Staates, der "Kiewer Rus" mit Zentren in Kiew und Nowgorod, beteiligt. Im südlichen Steppengebiet und an der Wolga waren hingegen Reiche der aus Asien eingeströmten Turkvölker der Chasaren und Wolgabulgaren entstanden, mit denen die Rus Handel trieben, aber auch mehrfach Kriege führten. Intensive Kontakte mit dem Byzantinischen Reich führten schließlich 988 zur orthodoxen Christianisierung der Kiewer Rus. Aufgrund des ungünstigen Senioratsprinzips bei der Regelung der Erbfolge begann die Kiewer Rus im 12. Jahrhundert zu zerfallen, was es den ab 1223 einfallenden Mongolen erleichterte, die zerstrittenen russischen Fürstentümer zu unterwerfen. Die Goldene Horde beherrschte nun für zwei Jahrhunderte einen großen Teil der Rus, ein anderer Teil wurde dem Großfürstentum Litauen und später Polen-Litauen eingegliedert. Das Großfürstentum Moskau konnte sich schließlich von der mongolischen Fremdherrschaft befreien, und Großfürst Iwan IV. ließ sich 1547 zum ersten "Zar der ganzen Rus" krönen. Unter seiner Herrschaft begann auch die Eroberung Sibiriens, die russische Kosaken erstmals im 17. Jahrhundert bis an den Pazifik brachte.

Öffnung Russlands unter Peter dem Großen

An der Wende zum 18. Jahrhundert öffnete Zar Peter der Große das teilweise in mittelalterlichen Strukturen erstarrte russische Reich westeuropäischen Einflüssen und förderte Wissenschaft und Kultur. 1703 gründet er die Stadt Sankt Petersburg, die das Symbol für den russischen Fortschritt werden sollte. Mit dem Sieg gegen Schweden im über 20 Jahre währenden Großen Nordischen Krieg und der damit erlangten Vormachtstellung im Ostseeraum, machte er Russland zu einer gesamteuropäischen Großmacht. Zarin Katharina die Große ging Peters Weg weiter und betrieb konsequent Expansionspolitik, im Laufe derer sie die Schwarzmeerküste vom Osmanischen Reich eroberte (Neurussland) und sich an den Teilungen Polens beteiligte. 1812 fielen Napoleons Truppen in Russland ein und eroberten Moskau, wurden schließlich jedoch vernichtend geschlagen. Bald darauf zog Zar Alexander I. als "Retter Europas" in Paris ein. Russland war nun die führende Macht in Europa und erlebte ein goldenes Zeitalter. Ab 1825 gab es im unzufriedenen Volk, in den annektierten Gebieten (Polen,Litauen etc.) und bei der Intelligenzija immer wieder Aufstände, Unruhen und Attentate (siehe Dekabristen), und in den 1860er Jahren kam es zur Aufhebung der Leibeigenschaft. Trotz erheblicher Industrieproduktion (Stahl, Kohle, Öl, Militärbedarf) geriet Russland immer mehr ins Hintertreffen gegenüber den westeuropäischen Großmächten. Der Grund hierfür war die Ineffizienz des staatlich kontrollierten Aufbaus der Industrie, der nur in den städtische Ballungszentren vorangetrieben wurde. Während in den großen Städten wie Moskau und St. Petersburg aufgrund der Landflucht ein Industrieproletariat entstand, verharrte das übrige Land in Armut und der Rechts- und Sozialordnung der Feudalgesellschaft. Die Industrialisierung drang nicht in die ländlichen Provinzen des Riesenreichs vor, sondern beschränkte sich hauptsächlich auf Moskau, Sankt Petersburg, Warschau und Lodz. Mangelnde Infrastruktur, die Armut der Arbeiter und Bauern und die fehlende Demokratisierung bereiteten große Probleme, wie das Zarenreich erstmals im Krimkrieg und schließlich 1905 bei der Niederlage gegen Japan schmerzlichst erfahren musste. Allerdings war Zar Nikolaus II. nicht bereit, grundlegende Reformen einzuleiten. So ließ er ein weitgehend funktionsloses Parlament, die Duma, das er notgedrungen genehmigt hatte, nur kurze Zeit später wieder auflösen.

Der Russische Bürgerkrieg

Als 1914 der Erste Weltkrieg ausbrach, erfasste das Land neuerlich eine patriotische Welle. Die anfänglichen Erfolge, vor allem gegen Österreich-Ungarn und das Osmanische Reich, wurden jedoch bald abgelöst von einem zermürbenden Stellungskrieg, bis schließlich 1917 die Moral der russischen Soldaten nachgab und die Front zusammenbrach. Die Unzufriedenheit der Bevölkerung und die desolate Versorgungslage waren die Ursachen, und der Zar wurde zum Abdanken gezwungen. Eine bürgerliche Regierung unter Alexander Kerenski kam an die Macht. Seiner Herrschaft machte kurz darauf die von Lenin und den Bolschewiki initiierte Oktoberrevolution ein Ende. Aus dem darauf folgenden Bürgerkrieg zwischen "roten" kommunistischen und "weißen" monarchisten Kräften, der Millionen Menschen das Leben kostete, gingen die Kommunisten als Sieger hervor. Im Laufe des polnisch-russischen Kriegs und des Bürgerkriegs verlor Russland 1920 Teile Weißrusslands und der Ukraine ("Ostpolen") an Polen. 1921 wurde dann die Russische Sozialistische Föderative Sowjetrepublik (RSFSR) ausgerufen, die den wichtigsten Teil der späteren Sowjetunion darstellte.

Die Union der Sozialistischen Sowjetrepubliken

Am 30. Dezember 1922 wurde der Zusammenschluss aller Sowjetischen Sozialistischen Republiken zur UdSSR beschlossen und eine staatlich kontrollierte Wirtschaftspolitik ausgerufen. Die Sowjets wurden als Eigentümer von Boden und Produktionsmitteln erklärt. Lenins Tod am 21. Januar 1924 führte zu einem erbitterten Nachfolgekampf, in dem sich Josef Stalin gegen Leo Trotzki durchsetzte. Stalin festigte seine Macht durch gezielten Terror gegen seine Widersacher von "rechts" (u. a. Bucharin) und "links" (Leo Trotzki, später Sinowjew und Kamenew) sowie jeden, der im Verdacht stand, mit ihnen zu sympathisieren. Seit 1928 wurde die staatliche Wirtschaft Fünfjahresplänen unterworfen, die Industrialisierung und Infrastruktur, speziell im asiatischen Teil des Landes, vorangetrieben und die Landwirtschaft kollektiviert.

Der Zweite Weltkrieg

Im August 1939 unterschrieb Stalin einen geheimen Nichtangriffspakt mit Hitler und sicherte sich die Eingliederung der ostpolnischen Gebiete, des Baltikums und Bessarabiens. Nach dem Überfall Deutschlands auf Russland am 22. Juni 1941 trat Russland an der Seite der Alliierten in den Zweiten Weltkrieg (in Russland Großer Vaterländischer Krieg genannt) ein. In den ersten Kriegsmonaten verlor die Rote Armee drei Millionen Soldaten, große Teile der westlichen Landesteile wurden verwüstet, später bei der Belagerung Leningrads verhungerten über eine Million Zivilisten. Bei Moskau (Winter 1941), Stalingrad (Winter 1942/43) und Kursk (Sommer 1943) fügte die Rote Armee den deutschen Truppen schwere Niederlagen zu und eroberte schließlich im Mai 1945 Berlin. Gegen Ende des Krieges eroberten und besetzten sowjetische Truppen schließlich japanisches Gebiet im Fernen Osten (Mandschurei, Karafuto, Korea und die Kurilen). 1945 bekam die RSFSR nach dem Potsdamer Abkommen das nördliche Ostpreußen, die heutige Oblast Kaliningrad, daneben gewann sie das südliche Sachalin und die Kurilen von Japan.

Der Kalte Krieg

Nach Ende des Krieges, aus dem die UdSSR als Siegermacht hervorging, traten die Spannungen zwischen Stalin und den Alliierten zunehmend hervor. Im Laufe der Friedensverhandlungen sicherte sich die UdSSR großen Einfluss auf die angrenzenden Länder Polen, Tschechoslowakei, Ungarn und Rumänien sowie auf Bulgarien und die DDR, zeitweise auch auf Albanien. In diesen Ländern blieben Hunderttausende sowjetische Soldaten stationiert. Der Kalte Krieg dominierte bis 1989 die Weltpolitik. 1954 schenkte Nikita Chruschtschow die bis dahin russische Halbinsel Krim der Ukraine.

Zerfall der Sowjetunion

Russland hat im Jahr 1991 als größte ehemalige Sowjetrepublik die Rechtsnachfolge der Sowjetunion angetreten. Siehe hierzu auch Auflösung der UdSSR. 1996 zählte Russland zu den Gründungsmitgliedern der Shanghai Five, der heutigen Shanghai Cooperation Organization (SCO).

Das moderne Russland

Unter Boris Jelzin wurden in Russland Teile der Wirtschaft privatisiert und demokratische Reformen durchgeführt. Beide verfehlten jedoch ihr Ziel und führten zum Zusammenbruch der Wirtschaft, hohen Inflation und politischen Destabilisierung. Nach dem Amtsantritt Wladimir Putins 2000 stabilisierte sich die politische und wirtschaftliche Lage. Ein international beachteter Konfliktherd bleibt jedoch die Situation in der abtrünnigen Republik Tschetschenien, in welchem Kreise um den Feldkommandeur Schamil Bassajew und Aslan Maschadow (8. März 2005 von den russischen Kräften getötet) eine Abspaltung Tschetscheniens unter islamistischen Vorzeichen anstreben. Die gegen die Terroristen vorgehenden russischen Militärs halten häufig die Menschenrechte der Zivilbevölkerung nicht ein. Aufgrund der Geiselnahme in einer Schule im nordossetischen Beslan, die nach den Präsidentschaftswahlen in Tschetschenien von tschetschenischen Terroristen verübt wurde und wo hunderte Schüler ums Leben kamen, wurden von Präsident Putin Maßnahmen zur Stärkung der Terrorabwehr eingeleitet, die demokratische Mechanismen erheblich einschränken.

Politik

Umbruch nach der Auflösung der Sowjetunion

Russland war die mit Abstand größte Teilrepublik der Sowjetunion: es hatte 76% der Fläche und 52% der Bevölkerung (knapp 150 Millionen), zu denen noch manche Rückwanderer kamen. Seit Auflösung der Sowjetunion im Dezember 1991 ist Russland ein unabhängiger Staat und wurde mit Zustimmung der übrigen ehemaligen Sowjetrepubliken Rechtsnachfolger der UdSSR, die es politisch seit jeher dominiert hatte. Die derzeit gültige Verfassung der Russischen Föderation wurde 1993 vom Parlament, der Duma angenommen. Außenpolitisch stand die russische Führung nach Auflösung der Sowjetunion vor der Aufgabe, das Verhältnis Russlands gegenüber den übrigen früheren Sowjetrepubliken neu zu gestalten. Dies erfolgte u.a. durch Gründung der GUS (nächster Abschnitt) und einiger Verträge zu vertiefter Kooperation, vor allem mit Weißrussland, Ukraine und Kasachstan. Im Inneren stand und steht die Regierung vor der Herausforderung, die Grundlagen der politischen und wirtschaftlichen Ordnung Russlands neu zu bestimmen. Russland war vor der Auflösung des Sowjetunion ein von der Kommunistischen Partei beherrschter Staat mit einer zentral verwalteten Planwirtschaft, die kein Privateigentum an Produktionsmitteln kannte. Die Wahl von Boris Jelzin zum Staatspräsidenten bedeutete das Ende der KP-Herrschaft in Russland. Privateigentum an Unternehmen wurde zugelassen, die zentrale Planung der Wirtschaft aufgegeben. Dieser Umbruch brachte für die Bürger Russlands zweifellos mehr persönliche politische Freiheit. Die Entwicklung des politischen Systems unter Jelzin wurde von vielen jedoch eher als Auflösung einer gesicherten und berechenbaren staatlichen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Ordnung empfunden. Die politische Entscheidungsfindung im Geflecht des Familienclans Jelzins und seiner Hintermänner aus dem Kreis der Oligarchen, die durch die Privatisierungspraktiken der Regierung Jelzin innerhalb weniger Jahren zu immensen Vermögen gekommen waren, blieb intransparent, der Einfluss des Parlaments eng begrenzt.

Politische Kooperation der Nachfolgestaaten

Die Auflösung der Sowjetunion stellte Russland vor die Aufgabe, das Verhältnis zu deren Nachfolgestaaten neu zu gestalten. Im Ergebnis ist Russland jetzt im Vergleich zum engen Verbund in der Sowjetunion nur noch locker mit einigen früheren Sowjetrepubliken verbunden. Die bekannteste gemeinsame Organisation ist die GUS (Gemeinschaft unabhängiger Staaten), russisch СНГ (Содружество Независимых Государств). Diesem 1991/1992 vereinbarten Zusammenschluss gehören 11 der 15 Nachfolgestaaten an; nur die 3 baltischen Staaten und Turkmenistan traten nicht bei. Mit Weißrussland hat sich Russland in der Russisch-Weißrussischen Union zusammengeschlossen, auf die sich Jelzin mit Aljaksandr Lukaschenka (beloruss.Präsident seit 1994) verständigte. Sie wird jedoch von Kritikern als "kaum funktionierend und halb-illegal" bezeichnet. Von ihr wurde lediglich die Verteidigungs- und vorübergehend die Zollunion umgesetzt.
Als nach Jelzin 1999 Wladimir Putin russischer Präsident wurde, kühlte sich das Verhältnis zu Weißrussland ab, dem Putin aber später den Beitritt in die Russische Föderation vorschlu