Kristaller
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 20 augusti 2021; kontroller kräver 6 redigeringar .Kristaller (från grekiskan κρύσταλλος ursprungligen - " is ", hädanefter - " bergkristall ; kristall") - fasta ämnen i vilka partiklar ( atomer och molekyler ) är ordnade regelbundet och bildar en tredimensionell periodisk rumslig packning - en kristallgitter .
Kristaller är fasta ämnen som har en naturlig yttre form av regelbundna symmetriska polyedrar baserat på deras inre struktur, det vill säga på ett av flera specifika regelbundna arrangemang av partiklarna (atomer, molekyler, joner ) som utgör ämnet.
Den moderna definitionen av en kristall ges av International Union of Crystallographers: ett material är en kristall om det har ett övervägande skarpt diffraktionsmönster [ 1] .
År 2000 upptäcktes de största naturliga kristallerna i kristallgrottan i Naica- gruvan , i den mexikanska delstaten Chihuahua [2] . Några av de gipskristaller som finns där når 15 meter långa och 1 meter breda. Känd för sina gigantiska, meterhöga spodumenkristaller [3] . 1914 publicerades en rapport om att en spodumenkristall 42 fot (12,8 m) lång och vägande 90 ton en gång hittades i Ettagruvan , South Dakota 4] .
Morfologi av kristaller
Morfologi av kristaller är en vetenskap som studerar ursprunget till kristaller och deras arrangemang av dessa ansikten i rymden. Representerar en gren av kristallografi .
De flesta naturliga kristaller har släta kristallina aspekter, i små former; kristallytorna är optiskt plana och ger vanligtvis tydliga reflektioner av omgivningen (som i fönsterglas). Större kristaller tenderar att ha mer diffusa reflektioner och därför är själva ansiktena inte helt platta.
Kristallernas platta ytor vittnar om riktigheten av det inre arrangemanget av atomer, vilket kännetecknar materiens kristallina tillstånd .
Kunskap om morfologin hos värdefulla material är nödvändig för att känna igen sådana stenar i grovt tillstånd, såväl som för att bättre skära en viss kristall.
Kristallstruktur
Kristallstruktur är arrangemanget av partiklar (atomer, molekyler, joner) i en kristall. Eftersom kristallstrukturen är individuell för varje ämne, hänvisar den till de grundläggande fysikalisk- kemiska egenskaperna hos detta ämne. En kristallstruktur med tredimensionell periodicitet kallas ett kristallgitter [5] .
Kristallint rutnät
Partiklarna som utgör detta fasta material bildar ett kristallgitter. Om kristallgittren är stereometriskt (spatialt) lika eller liknande (har samma symmetri), så ligger den geometriska skillnaden mellan dem i synnerhet i olika avstånd mellan partiklarna som upptar gitternoderna. Avstånden mellan själva partiklarna kallas gitterparametrar. Gitterparametrarna, såväl som vinklarna för geometriska polyedrar, bestäms av fysikaliska metoder för strukturanalys, till exempel metoder för röntgenstrukturanalys .
Ofta bildar fasta ämnen (beroende på förhållandena) mer än en form av kristallgitter; sådana former kallas polymorfa modifieringar. Till exempel, bland enkla ämnen är kända:
- ortorombiskt och monokliniskt svavel ;
- grafit och diamant , som är hexagonala och kubiska modifieringar av kol ;
- bland de komplexa ämnena finns kvarts , tridymit och cristobalit , som är olika modifieringar av kiseldioxid .
Typer av kristaller
Det är nödvändigt att separera de ideala och verkliga kristallerna.
- En idealisk kristall är ett matematiskt objekt, utan några strukturella defekter, och som också har fullständig symmetri inneboende i det, idealiskt släta släta ytor.
- En riktig kristall innehåller alltid olika defekter i den inre strukturen av gittret, förvrängningar och oregelbundenheter på ytorna och har en reducerad symmetri av polyedern på grund av de specifika tillväxtförhållandena, inhomogenitet hos tillförselmediet, skador och deformation . Den har inte nödvändigtvis kristallografiska ytor och en regelbunden form, men den behåller huvudegenskapen - atomernas regelbundna position i kristallgittret.
Anisotropi av kristaller
Många kristaller har egenskapen anisotropi , det vill säga beroendet av deras egenskaper på riktning, medan i isotropa ämnen (de flesta gaser , vätskor , amorfa fasta ämnen ) eller pseudoisotropa (polykristaller) kroppar, beror egenskaperna inte på riktningar. Processen med oelastisk deformation av kristaller utförs alltid längs väldefinierade glidsystem , det vill säga endast längs vissa kristallografiska plan och endast i en viss kristallografisk riktning . På grund av den inhomogena och ojämlika utvecklingen av deformation i olika sektioner av det kristallina mediet, sker intensiv interaktion mellan dessa sektioner genom utvecklingen av mikrostressfält .
Samtidigt finns det kristaller där det inte finns någon anisotropi.
En mängd experimentellt material har ackumulerats i fysik av martensitisk oelasticitet , särskilt i frågor om formminneseffekter och transformationsplasticitet . Experimentellt bevisat kristallfysikens viktigaste ställning om den dominerande utvecklingen av oelastiska deformationer nästan uteslutande genom martensitiska reaktioner . Principerna för att konstruera en fysikalisk teori om martensitisk oelasticitet är dock oklara. En liknande situation äger rum i fallet med deformation av kristaller genom mekanisk tvilling .
Betydande framsteg har gjorts i studiet av dislokationsplasticiteten hos metaller . Här förstås inte bara de grundläggande strukturella och fysiska mekanismerna för implementering av oelastiska deformationsprocesser, utan också effektiva metoder för att beräkna fenomen har skapats.
Fysiska vetenskaper som studerar kristaller
- Kristallfysik studerar helheten av de fysiska egenskaperna hos kristaller.
- Kristallografi studerar ideala kristaller utifrån symmetrilagar och jämför dem med riktiga kristaller.
- Strukturell kristallografi behandlar bestämningen av den inre strukturen hos kristaller och klassificeringen av kristallgitter. År 1976 motbevisades "sensationen" att jordklotet är en "stor kristall" av kristallografen I. I. Shafranovsky [6] .
- Kristalloptik studerar de optiska egenskaperna hos kristaller.
- Kristallkemi studerar kristallstrukturer och deras förhållande till materiens natur.
I allmänhet är en enorm vetenskaplig gren engagerad i studiet av egenskaperna hos riktiga kristaller; Det räcker med att säga att alla halvledaregenskaper hos vissa kristaller (på grundval av vilka precisionselektronik och i synnerhet datorer skapas) uppstår just på grund av defekter.
Se även
- Kristallcell
- flytande kristaller
- Kristalldefekter
- Fasta tillståndets fysik
- Monokristall
- polykristall
- Deformationsteori
- kolloidal kristall
Anteckningar
- ↑ Kristall . Online ordbok för kristallografi . International Union of Crystallography. Hämtad 22 juni 2017. Arkiverad från originalet 17 juni 2017.
- ↑ V. Chernavtsev . Världens gipsunder // "Jorden runt" . — Nr 11, 2008, s. 16-22
- ↑ Litium // Encyclopedic Dictionary of a Young Chemist. 2:a uppl. / Komp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagogy , 1990. - S. 136 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
- ↑ Gigantiska kristaller av spodumene // Mineralogical Notes Series 3. - 1916. - S. 138 .
- ↑ Kristallstruktur // Physical Encyclopedia. I 5 volymer. — M.: Sovjetiskt uppslagsverk. Chefredaktör A. M. Prokhorov. 1988.
- ↑ Shafranovsky I.I. Kan jorden kallas en "stor kristall"? Arkivexemplar daterad 17 maj 2017 på Wayback Machine // Gornyatsaya Pravda tidningen. 1976. Nr 31. 9 november
Litteratur
- Agafonov V. K. Korta instruktioner för att förbereda kristallmodeller // Program och instruktioner för observationer och insamling av samlingar inom geologi, markvetenskap, meteorologi, hydrologi, utjämning, botanik och zoologi, jordbruk och fotografi. [5:e uppl.] St. Petersburg: red. Imp. SPb. Naturliga öar 1902, s. 30-35.
- Zorkiy PM Symmetri av molekyler och kristallstrukturer. M.: Moscow State University, 1986. - 232 s.
- Likhachev V. A., Malinin V. G. Strukturell-analytisk styrketeori. - St Petersburg: Vetenskap. — 471 sid.
- Savelyev I.V. Kurs i allmän fysik. Moskva: Astrel, 2001. ISBN 5-17-004585-9 .
- Shaskolskaya M. P. . Kristaller. M.: Nauka, 1985. 208 sid.
- Schroeter W., Lautenschleger K.-H., Bibrak H. et al. Kemi: Ref. ed. Moskva: Kemi, 1989.
- Shubnikov A. V., Flint E. A., Bokiy G. B. , Fundamentals of Crystallography, Moskva-Leningrad, 1940.
- Shaskolskaya M. , Crystals, M., 1959; Kostov I., Kristallografi, övers. från Bulgarian, M., 1965.
- Bunn C. , Crystals, trans. från English, M., 1970;
- Nye J. , Fysikaliska egenskaper hos kristaller och deras beskrivning med hjälp av tensorer och matriser, trans. från engelska, 2:a uppl., M., 1967.
- Cheredov VN Defekter i syntetiska fluoritkristaller. St Petersburg: Vetenskap. - 1993. - 112 sid.
Länkar
- Kristaller (fysiska) / M. P. Shaskolskaya, B. K. Vainshtein // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 volymer] / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M . : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
- Mineralkristaller , Former av naturlig upplösning av kristaller
- Kristaller // Big Encyclopedic Dictionary . — 2000.
 Ordböcker och uppslagsverk |
| |||
|---|---|---|---|---|
| ||||
| Materias termodynamiska tillstånd | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fas tillstånd |
| ||||||||||||||||
| Fasövergångar |
| ||||||||||||||||
| Dispergera system | |||||||||||||||||
| se även | |||||||||||||||||
| Geometriska mönster i naturen | ||
|---|---|---|
| mönster | ||
| Processer | ||
| Forskare |
| |
| Relaterade artiklar |
| |