Кристалдар

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Кристалдар

Кристалдар (грек тілінде:krystallos - алғашында мұз, кейіннен тау хрустальі), кристалл - табиғи пішіні дұрыс көпжақтардан құралған қатты денелер. Кристалл атомдары үш өлшемді периодты кеңістікте орналасып, кристалдық тор түзеді. Кристал қатты денелердің тепе теңдік күйі болып саналады. Белгілі бір термодинамикалық жағдайда (температура, қысым) кристалдық күйдегі химялық затқа нақты кристалдық күйдегі химиялық затқа нақты кристалдық атомдық құрылым сәйкес келеді. Бұл құрылым атомдардың оналасу симетриясына сәйкес кристалдың сыртқы симетриясын және олардың анизотрпиялық қасиеттерін бейнелейді.

Табиғатта және техникада кездесетін қатты материалдардың көпшілігі - поликристаллдар. Олар ретсіз орналасқан ұсақ кристал дәндерден (кейде кристалидттер деп аталатын) құралады. Бұған көптеген минералдар, техникалық металдар мен қорытпалар жатады. Жеке ірі кристалдар монокристал деп аталады. Табиғатта мөлшері (массасы) жүздеген киллограмға жететін кварц, дала шпаты. Флюорит кристалымен қатар мөлшері өте ұсақ алмас кристалы кездеседі. Кеибір кристалдық сыртқы түрі 1- суретте көрсетілген.

Термодинамикалық тепе теңдік жағдайда өскен кристалдық пішіні белгілі бір симетриясы бар дұрыс көпжақ түрінде болады. Олардың жақтары жазық болып келеді де, қырлары түзу сызық бойымен тұрақты бұрыш жасай қиылысады, яғни кристалдану кезінде кристалдық жақтары өзіне өзі паралель жылжиды. Бұл заңдылық геометриялық кристалогрфияда бұрыштардың тұрақтылық заңы (Н. Стенон, 1669) деп аталады. Геометриялық кристалографияның екінші заңы - бүтін сандар заңы (Р. Аюи, 1784) кристалдық заттардағы микропериодтылықтың макроскопиялық салдары болып табылады. Кристалдық тордың кез келген атомдық жазықтығы (крисстал жағына сәйкес келетін) координаталық осьтер бағытында тор периодының бүтін сандарымен сипатталады. Қыры а, b, с - ға (а, b, с - кристалдық тордың параметрлері) тең параллелепипедті қарастырайық. Кристалдың а b с жағы "бірлік" жақ бетінде алынсын. Сонда криссталдың ABC жағы координата осьтерінен ОА, ОB, ОС кесінділерін қияды. Бүтін сандар бойынша.

Оа/ОА : Оb/ОВ:Ос/ОС=h:k:l,

яғни кристалдық кез келген жағын бүтін сандар (h, k, l) бойынша сипаттауға болады.

Кристалдық көпжақтар симетриялы болады. Олардың жақтары мен қырлары бір-бірімен симетрия операцияларының нәтижесінде беттесе алады. Әрбір операция симетрия өсіне, жазықтығына не центріне байланысты орындалады. Кристалдық көпжақтарда симетрияның белгілі бір элементтерінің жиынымен сипатталады. Симметрияның 32 класы (симметрияның 32 нүктелік тобы ) бар. Әрбір класс симетрияның белгілі бір элементтерінің жиынымен сипатталады. Симетрияның 32 класы, симетрияға ғана тән элементтердің болуына сәйкес, жеті сингонияға бөлінеді. Олар: триклиндік, моноклиндік, ромбалық (төменгі сингониялар), тетрагондық, гексагондық, тригондық (орта сингониялар), және кубтық (жоғарғы сингония), сингония. Кристаллографиялық бірдей жақтар жиыны кристалдық қарапайым формасы дап аталады. Оның 47 түрі бар. Кристалдық тордың ерекшелігіне қарай кристалдың сыртқы формасы белгілі бір класқа және сингонияға бөлінеді. Ал кристалдық торларда шексіз қайталанатын тасымалдардың (трансляциялар) симетриялық операциялары жиі кездеседі. Тасымалдың нәтижесінде кейбір белгілі симетриялық операциялардың (симетрия өсінің маңында, жазықтығында және центрінде бұрылу) үстіне, кристалдың құрылымында шексіз тасымалды симетрияның операциялары (мысалы симетрияның винттік өсі, сырғыма шағылысу жазықтығы тағы басқа) да пайда болады. Олардың белгілі бір дәрежеде бір-бірімен өзара бірігуі кристал құрылымы симетриясының кеңістіктік (федоровтық) тобын құрайды.

Кристалдың сырт пішіні мен жақтары арасындағы бұрыштарды белгілі бір заңдылық бойынша графиг арқылы өрнектеуге мүмкіндік беретін кескін. Кристал жақтарының орналасуы мен олардың өзара қиылысу бұрыштарын дәл анықтау үшін кристаллографияда сфералық, стерографиялық және гномониялық К. п., ол кристалдың сырт пішінін айқындау мақсатында ортогональдік және аксонометриялық К. п. қолданылады. Кристалдың сыртқы жақтары бірдей болса, ол жабайы форма деп аталады.

Мысалы, куб жабайы формаға жатады, өйткені оның алты жағының бәрі бірдей квадрат. Кубтың әрбір жағы координаталық өстің біреуін кесіп өтеді, басқа екеуімен паралель кетеді. Сол себепті оның символы бір бірлік пен екі нульден тұрады: (100) -бірінші жағы, (010) -екінші жағы, (001) -үшінші жағы.

Жабайы форманың өз ара қабысып, кеңістікті түгел толтырған түрін жабық форма деп атайды.

Жабайы формалардың бірсыпырасы өзді-өзі қабыспай, кеңістікті түгел толтырмайтын болады, оны ашық формалар деп атайды.

Жабайы формалардың бірнеше түрлері қабысқан формаларды комбинация деп атайды. Өз ара қабыспайтын ашық формалар үнемі осы комбинация түрінде кездеседі. Сонымен қатар жабық формалардың бірнеше біріккен түрлері де комбинация түрінде кездеседі. Бірақ жабық формалар жеке кристалдар түрінде де кездеседі.

Комбинация формасында кездесетін кристалдардың құрамында неше жабайы форма бар екенін білу үшін оның жақтарының неше түрлі екенін айыра білу керек.

Кристалдар комбинацияларына кіретін жабайы формалардың санын математика жолымен есептегенде 47 түрлі болатыны айқындалған. Сонымен, симетриялық 32 кластың ішінде 47 түрлі жабайы форма болады.

Кристалл комбинацияларының симетрия дәрежесі жоғарылаған сайын кристалл жақтарының саны да көбейе береді.

Кубтық сингонияның жабайы формалары.