КРИСТАЛЛЫ
КРИСТАЛЛЫ (от греч. krystallos, букв. - лёд; горный хрусталь) - твёрдые тела, имеющие упорядоченное взаимное расположение образующих их частиц - атомов, ионов, молекул. В идеальном К. частицы располагаются строго периодически в трёх измерениях, образуя т. н. кристаллическую решётку. Каждому хим. в-ву при данных термодинамич. условиях соответствует определ. кристаллич. атомная структура. Нек-рые в-ва (напр., железо, углерод, кварц) в разных интервалах температуры и давления имеют в равновесном состоянии различную кристаллич. структуру (полиморфиз м). Плотность "упаковки" частиц в К. характеризуется координационным числом, показывающим, сколько ближайших соседних частиц окружает каждую частицу в К. Устойчивость кристаллич. структуры обусловливается связью между частицами К., в зависимости от типа к-рой различают К.: атомные - с ковалентной связью (напр., К. алмаза, кремния, германия); ионные - с ионной связью (напр., К. галогенидов, оксидов металлов, сульфидов, карбидов); металлические, в которых связь между положит. ионами металла осуществляется электронами проводимости, образующими в металле т. н. электронный газ (напр., К. меди, алюминия, натрия); молекулярные, прочность к-рых обусловлена слабыми силами (т. н. ван-дер-ваальсовы силы) межмолекулярного притяжения (напр., К. инертных газов, мн. органич. соединений). Особую группу молекулярных К. составляют К. с водородными связями (напр., К. льда, фтористого водорода). В реальных К. строгая периодичность в расположении частиц нарушается вследствие их тепловых колебаний, а также из-за различных дефектов в кристаллах. Специфичность структуры К. обусловливает особенности их механич., электрич., магнитных, оптич. и др. св-в (см. Анизотропия, Зонная теория. Полупроводники). Одиночный К., частицы к-рого расположены единообразно по всему его объёму, наз. монокристаллом, в отличие от поликристалла, состоящего из отд. кристаллич. зёрен, ориентированных произвольно одно относительно другого. Монокристаллы могут иметь правильную огранку (в форме естеств. многогранников); анизотропны по механич., электрич. и др. физ. св-вам. Металлы и сплавы, применяемые в технике, обычно имеют поликристаллич. структуру, их механич. св-ва могут изменяться путём механич. н термич. обработки. См. рис.
Некоторые формы кристаллов
К ст. Кристаллы: а - природные кристаллы турмалина; б - монокристалл сегнетовой соли; в - микромонокристалл германия (увеличено в 3200 раз)
| Главная |