사방정계

사방정계 (斜方晶系, Orthorhombic crystal system)는 결정계의 하나로, 삼사정계, 단사정계와 더불어 직교 좌표계로 기술될 수 있는 결정계에 속한다. 사방정계는 직육면체 모양의 격자 구조를 가지며, 세 개의 결정축은 모두 서로 직각을 이루지만, 축의 길이는 모두 다르다. 즉, a ≠ b ≠ c 이고 α = β = γ = 90°이다.

특징

• 결정축: 세 개의 결정축이 모두 서로 직각을 이룬다.
• 축 길이: 세 축의 길이는 모두 다르다 (a ≠ b ≠ c).
• 대칭성: 최소한 하나의 2회 회전축을 가진다. 이는 단독으로 존재하거나, 두 개의 거울면과 교차하는 형태로 나타날 수 있다. 사방정계는 크게 3가지의 대칭군을 가진다: 222, mm2, mmm.
• 브라베 격자: 단순 사방정계 (simple orthorhombic), 저심 사방정계 (base-centered orthorhombic), 체심 사방정계 (body-centered orthorhombic), 면심 사방정계 (face-centered orthorhombic)의 네 가지 브라베 격자가 존재한다.

사방정계에 속하는 광물

사방정계에 속하는 광물은 다양하며, 몇 가지 예시는 다음과 같다.

• 황 (Sulfur)
• 금홍석 (Brookite)
• 사방휘석 (Enstatite)
• 백반석 (Topaz)
• 올리빈 (Olivine) – 감람석의 일종
• 베릴륨 (Beryllium)

응용

사방정계 구조를 갖는 물질은 독특한 물리적, 화학적 특성을 나타내므로 다양한 분야에서 응용된다. 예를 들어, 일부 사방정계 물질은 압전 효과를 나타내어 센서나 변환기 등에 사용될 수 있으며, 광학적 이방성을 이용하여 광학 소자에도 응용될 수 있다. 또한, 사방정계 구조는 특정 촉매 반응에서 활성 부위를 제공하여 촉매 물질로도 활용된다.