2 2
2

Свойства кристаллических тел

1

Кристаллические тела - это твердые тела, атомы и молекулы которых расположены в определенном порядке и этот порядок сохраняется по всему объему («дальний порядок»). Пространственное периодическое расположение атомов и ионов в кристалле называют кристаллической решеткой. Точки, в которых расположены атомы или ионы, называются узлами кристаллической решетки. В зависимости от типа взаимодействия встречаются четыре типа решеток:

  1. ионная (например, у поваренной соли);
  2. атомная (например, у алмаза);
  3. молекулярная (например, у парафина);
  4. металлическая (у металлов).

'Дальный порядок" расположения (рис.а) молекул в кристаллах о значает, что симметрия расположения существует как на больших расстояниях, так и на малых. "Ближний порядок", который существует в жидкостях и аморфных телах, (рис.б) означает, что симметрия расположения имеет место только на малых расстояниях, а на больших расстояниях симметрия нарушается.

Кристаллические тела бывают
монокристаллическими и поликристаллическими.

 

Кристаллами называются тела определенной геометрической формы, ограниченное естественными плоскими гранями.

Крупные одиночные кристаллы называют монокристаллами. Характерная особенность монокристаллов – плоские грани с определенными углами для каждого вещества. К монокристаллам относятся горный хрусталь, алмаз, турмалин и др. Маленькая крупинка сахара тоже монокристалл. Монокристаллы – анизотропны (от греч. слов anisos – неравный, tropos – поворот, направление).
Анизотропия – неодинаковость свойств (механических, тепловых, электрических и т.д.) кристалла по различным направлениям. Например, кусок слюды легко расслаивается в одном из направлений на тонкие пластинки, в перпендикулярном направлении этого не происходит. Если шар из монокристалла кварца подогревать, он будет вытягиваться в одном направлении больше, чем в других и получится эллипсоид.

На рисунке представлена модель возможного расположения атомов в твердом теле. Если двигаться от центра атома О по направлению ОХ, то центры атомов встречаются через равные расстояния а, в направлении OY через равные расстояния b, OZ – через равные расстояния с. Расстояния a,b,c не- равны между собой, это объясняет различия в физических свойствах кристаллов по направлениям.
Но большинство кристаллических тел – поликристаллы («поли» – много). Они состоят их множества сросшихся кристалликов. Например, все металлы – поликристаллы. Поликристаллы – изотропны, т.е. у них одинаковые свойства по всем направлениям.
Очень многие тела одинакового химического состава в кристаллическом состоянии имеют несколько разновидностей. Это свойство называется полиморфизмом. Например, в зависимости от расположения атомов углерода различают два вида кристаллов: графит и алмаз. Графит – мягкий материал, матово-черного цвета; алмаз – прозрачный твердый кристалл.

Пространственные решетки алмаза и графита.
Рассмотрите разницу в расположении атомов графита и алмаза.

Форма кристаллов также во многом определяет свойства кристаллических твердых тел.

Примеры различных типов кристаллических решеток, монокристаллов и поликристаллов приведены здесь.