Кристалл каждого вещества характеризуется некоторыми свойственными ему признаками. Таковыми являются углы между гранями и характерная форма кристаллов. Закон постоянства углов гласит: в различных кристаллах одного и того же вещества величина и форма граней, их взаимные расстояния и их число могут изменяться, но углы между соответствующими гранями остаются при этом постоянными. Закон постоянства углов дал возможность отличать вещества друг от друга по углам между соответствующими гранями в кристалле и характеризовать вещество по форме его кристаллов. Форма кристаллов определяется тем, что для каждого кристалла характерна своя минимальная энергия.
Некоторые физические свойства кристаллов (раскалывание, оптические и электронные свойства, скорость роста граней, скорость распространения света, коэффициент теплопроводности, модуль упругости и др.) зависят от направления: кристалл анизотропен. Анизотропия - зависимость свойств от направления - основная характерная особенность кристаллических веществ. Причиной анизотропии кристаллов является упорядоченное расположение частиц, из которых они построены.
Правильность геометрической формы и анизотропия кристаллов обычно не проявляются по той причине, что кристаллические тела, как правило, обычно встречаются в виде поликристаллов, состоящих из беспорядочно ориентированных кристалликов (кристаллитов). В поликристаллах анизотропия наблюдается только в пределах одного кристаллита, твердое тело из-за беспорядочно ориентированных кристаллитов анизотропии не обнаруживает. Создав специальные условия кристаллизации, можно получить большие одиночные кристаллы – монокристаллы (рис. 1.1).
 |
|||||||||
 |
 |
||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
С помощью рентгеноструктурного анализа установлено, что строгий порядок расположения частиц не распространяется на весь монокристалл, а местами прерывается. Монокристаллы состоят из блоков мозаики, размер которых ~ 10-5 см и меньше.
1.2. Кристаллическая решётка
При описании правильной внутренней структуры кристаллов обычно пользуются понятием кристаллической решётки. Она представляет собой пространственную сетку, в узлах которой располагаются частицы (атомы, ионы, молекулы), образующие кристалл. В основе кристаллической решётки лежит элементарная ячейка, представляющая собой параллелепипед с характерным для данной решётки расположением частиц, с помощью которого весь кристалл может быть построен путём его многократного повторения в трёх направлениях. Длины рёбер элементарной ячейки называют периодами идентичности. Расстояние между однородными атомами (ионами) называют периодом или постоянной кристаллической решётки. Периоды кристаллической решётки составляют всего несколько ангстрем (1Å = 10-10 м).
Выбор координатных осей в кристалле неоднозначен. Один и тот же кристалл можно построить с помощью различных элементарных ячеек (рис.1.2). Принято выбирать оси наиболее простым способом с учётом симметрий кристалла.
Следует сказать несколько слов о явлении полиморфизма твёрдых тел. Некоторым телам свойственна не одна, а две или более кристаллических структур, устойчивых при различных температурах и давлениях. Такие структуры называют полиморфными формами или модификациями вещества. При температурах ниже 13,3 0С устанавливается модификация серого олова, имеющая кристаллическую решётку типа алмаза. Это очень хрупкое вещество и легко разрушается в порошок. Выше 13.3 0С серое олово переходит в модификацию металлического олова, имеющего тетрагональную объемоцентрированную решётку. Свойства металлического олова совершенно другие, чем серого. Интересен случай полиморфизма углерода – существование его в виде алмаза и графита, физические свойства которых резко отличаются.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.