קריסטלוגרפיה
היסטוריה של הקריסטלוגרפיה > עד תחילת המאה ה-20

קריסטלוגרפיה מוגדרת כיום כמדע ניסויי העוסק בקביעת סידור האטומים במוצקים. זו הגדרה מודרנית מתחילת המאה ה-20 למדע ששורשיו במאה הראשונה לספירה ועסק במחקר של גבישים טבעיים בלבד. אזכור לגבישים מופיע כבר אצל פליניוס הזקן בספרו תולדות הטבע, אבל ההתייחסות הראשונה בספרות לצורה הסדירה של הגבישים מופיעה אצל הבלגי אנסלמוס בואטיוס דה בודט (Anselmus Boetius de Boodt‏ 1632-1550), רופאו האישי של הקיסר רודולף השני, שתיעד את אוסף המינרלים ואבני החן של הקיסר. המילה קריסטל (גביש) יוחדה לקוורץ השקוף עד המאה ה-17, ואז, בהדרגה, התרחב השימוש בה וכלל גופים אחרים.
הצעד החשוב הראשון במחקר הגבישים נעשה על ידי הרופא והחוקר הדני ניקולאוס סטנו ב-1669. כשהוא מסתמך על מחקר גבישי הקוורץ גילה סטנו שאף על פי שהפאות של גבישים שונים של קוורץ שונות במידה ניכרת בצורה ובגודל היחסי, הזוויות בין צמדים של פאות מקבילות בגבישים מאותו חומר זהות בכל הדגימות של המינרל או החומר, עקרון הקרוי על שמו "חוק סטנו".
לקראת סוף המאה ה-18 חלה התקדמות ממשית בתחום. תוך שהוא מתבסס על תגליותיו של סטנו על הזוויות של הקוורץ פרסם הקריסטלוגרף הצרפתי רומה דה ל'איל בספריו "מסה על הקריסטלוגרפיה", ו"קריסטלוגרפיה, או תיאורן של הצורות הנקיות של כל הגופים בממלכת המינרלים" את תגליתו החשובה ביותר, שצורות שונות של גבישים של אותו חומר טבעי או מלאכותי קשורות בקשר הדוק האחת לשנייה. יותר מכך, על ידי מדידת הזוויות בין פאות הגבישים על ידי גוניומטר, הוא קבע את העיקרון הבסיסי שזוויות אלו זהות לאותו סוג חומר ומאפיינות אותו.
בספריו "מסה על התאוריה של מבנה הגבישים" מ-1784 ו"מסה על מינרלוגיה" מ-1801 תמך הקריסטלוגרף הצרפתי רנה ז'יסט אאיאי (René Just Haüy) ברעיונותיו של רומה דה ל'איל ואף הרחיב אותם.
בעשור השני של המאה ה-19 קיבץ הקריסטלוגרף הגרמני כריסטיאן סמואל וייס בספריו "קביעת האופי הגאומטרי העיקרי של צורות גבישיות" ו"סקירה של המחלקות הטבעיות השונות של מערכות הקריסטליזציה. רשימות האקדמיה למדעים של ברלין" את הגבישים לארבע מחלקות, בהתאם לארבע המערכות "קובייתי", "טטרגונלי", "הקסגונלי" ו"אורתורומבי" ב-1822 הוסיף אליהן המינרלוג הגרמני פרידריך מוס שתי מערכות נוספות בעלות זוויות שאינן ישרות ה"מונוקלינית" וה"טריקלינית".
בשנת 1818 מצא סר דייוויד ברוסטר שעל בסיס התכונות האופטיות ניתן לחלק את כל הגבישים לשלוש מחלקות והן: איזוטרופיים (לדוגמה מלח), חד־ציריים (לדוגמה קלציט) ודו־ציריים (לדוגמה נציץ).
כתוצאה מתבקשת מ"חוק האינדקסים היחסיים של פאות הגביש" של אאיאי הוכיח הקריסטלוגרף הגרמני יוהאן פרידריך כריסטיאן הסל (Johann Friedrich Christian Hessel‏ 1871-1796) ב-1830 שבגביש יכולות להיות שלושים ושתיים מחלקות סימטריה, או בשמן כיום חבורות סימטריות נקודתיות.
ב-1848 הראה הפיזיקאי והמתמטיקאי הצרפתי אוגוסט בראבה כי בשלושת הממדים של המבנה הגבישי קיימות 14 משפחות של סריגים. ארבע-עשרה המשפחות שתיאר קרויות על שמו - "סריגי בראבה".
ב-1867 פיתח הפיזיקאי הגרמני לאונרד זונקה את מושג החבורות הסימטריות המרחביות ופירט 65 חבורות. בדיעבד התברר כי רשימת החבורות המרחביות של זונקה הייתה חלקית משום שלא לקח בחשבון אלמנטים של סימטריה. את ההשמטה גילו שני אנשים שעבדו במקביל על מחקר אותו נושא מבלי שהיו מודעים תחילה זה לעבודתו של זה. המתמטיקאי הגרמני יהודי ארתור מוריץ שנפליס והמתמטיקאי והקריסטלוגרף הרוסי יבגראף סטפאנוביץ' פיודורוב. לאחר שהתברר להם כי הם עובדים על אותו נושא החלו חילופי מכתבים ביניהם וב-1891 הם הגיעו להסכמה כי יש להוסיף עוד 165 חבורות על הרשימה של זונקה, על מנת לקבל את סך כל 230 חבורות הסימטריות המרחביות המוכרות כיום.