Главная | Обратная связь

Отличительные черты кристаллического состояния

Подавляющее большинство твердых тел в природе имеет кристаллическое строение. Так, например, все минералы и все металлы, в твердом состоянии, являются кристаллами.

Характерная черта строения кристаллов, отличающая его от строения газообразных и жидких тел, является наличие так называемого дальнего порядка в расположении частиц. На любом удалении от данной частицы (молекулы, атома, иона) ближайшее окружение частиц полностью сохраняет свой порядок и дистанцию. Благодаря этому кристаллические твердые тела характеризуются анизотропией физических свойств, т. е. зависимостью ряда физических свойств (механических, тепловых, электрических, оптических) от направления в кристалле.

Тела, свойства которых одинаковы по всем направлениям, называются изотропными. Изотропными, кроме газов и, за отдельными исключениями, жидкостей, являются также аморфные твердые тела. Последние представляют собой переохлажденные жидкости.

Упорядоченное расположение частиц проявляется в правильной внешней огранке кристаллов. Кристаллы ограниченные плоскими гранями, пересекающимися под определенными углами. Раскалывание кристаллов легче происходит по определенным плоскостям.

Правильность геометрической формы и анизотропия кристаллов не проявляются по той причине, что кристаллические тела встречаются обычно в виде поликристаллов, т.е. конгломератов множества сросшихся между собой, беспорядоченно ориентированных мелких кристалликов. В поликристаллах анизотропия наблюдается только в пределах каждого отдельно взятого кристаллика, тело же в целом вследствие беспорядоченной ориентации кристалликов анизотропии не обнаруживает.

Создав специальные условия кристаллизации из расплава или раствора, можно получить большие одиночные кристаллы – монокристаллы. Монокристаллы некоторых минералов встречаются в природе в естественном состоянии.

Упорядоченность расположения атомов кристалла заключается в том, что атомы размещаются в узлах геометрически правильной пространственной решетки. Весь кристалл может быть получен путем многократного повторения в трех различных направлениях одного и того же структурного элемента, называемого элементарной кристаллической ячейкой (рис.17.14).

Длины ребер a, b и cкристаллической ячейки называются периодами идентичности кристалла (периодом кристаллической решетки).

Кристаллическая ячейка представляет собой параллелепипед, построенный на трех векторах и . Этот параллелепипед характеризуется также углами α, β и γмежду ребрами. Величины a, b, c, α, β и γоднозначно определяют элементарную ячейку и называются её параметрами.