Тема: Основы кристаллографии

                                                           План

1. Строение и свойства кристаллических веществ.

2. Симметрия кристаллов и ее элементы.

3. Простые формы кристаллов.

Кристаллография – наука о кристаллах.

Она изучает: форму кристаллов

                       внутренне строение

                       образование (происхождение)

                       свойства кристаллов

По гречески «кристаллос» означает «застывший от холода». Так греки называли лед и горный хрусталь, полагая, что последний образовался так же, как и лед, при низкой температуре. Впоследствии кристаллами стали называться все твердые тела, образующиеся в природе и в лабораторных условиях и имеющие многогранную форму.

В природе хорошо ограненные кристаллы встречаются редко. Они преимущественно образуются в полых трещинах и пустотах горных пород, где они свободно могут расти.

Размеры кристаллов могут быть различными.

Внешние кристаллы состоят из граней, ребер, вершин.

Грани – плоскости, ограничивающие кристалл.

Ребра – места соединения граней.

Вершины – точки пересечения граней.

Грани ребра и вершины кристаллов связаны зависимостью:

число граней + число вершин = число ребер +2

 

                                                               Внешнее строение кристаллов:

1. грани                                                    

 

2. ребра

 

3. вершины

 

В большинстве случаев кристаллические вещества не имеют ясно огранённой формы, хотя и обладают закономерным внутренним кристаллическим строением. Кристаллические вещества широко распространены в природе. Разнообразные горные породы, слагающие земную кору (гранит, мрамор, пески, соли и др.) представляют агрегаты с кристаллическими зернами. Такое же строение имеют все металлы и их сплавы.

Кристаллическим веществам характерны следующие свойства:

1. Анизотропность (т.е. неравносвойственность) – имеют одинаковые свойства в паралельных направлениях и неодинаковые в непаралельных.

Различные физические свойства кристаллов (теплопроводность, твердость, упругость, распространение света и др.) изменяются с изменением направления. Изотропные тела имеют одинаковые свойства во всех направлениях

Н

         кристалл дистена («ди» -двояко, «стенос» - сопротивляющийся)- твердость в продольном направлении равна – 4,5 (по шк. Мооса), в поперечном – 6.

2. Способность самоограняться.

Этой специфической особенностью обладают только кристаллические вещества. При свободном росте кристаллы ограничиваются плоскими гранями и прямыми ребрами, принимая многогранную форму.

3.

Н

Симметрия – закономерная повторяемость в распространении предметов или их частей на плоскости или пространстве. Все кристаллы являются телами симметричными.     Академик Е.С.Федоров (крупнейший русский  

4. кристаллограф) писал: «Крисаллы блещут симметрией»

Перечисленные свойства кристаллических веществ объясняются их внутренним закономерным строением. Материальные частицы (атомы, ионы, молекулы) в кристаллах размещаются не хаотично, а в определенном порядке. Они расположены параллельными рядами, причем, расстояния между материальными частицами в этих рядах одинаковы. Эта закономерность в строении кристаллов выражается геометрически в виде пространственной решетки, являющейся как бы скелетом вещества.

Внутреннее строение кристаллов представлено кристаллической (пространственной) решеткой, в которой выделяют:

1. узлы

 

2. ряды

 

3. ячейки

 

 

Внутреннее строение кристаллов выражено пространственной решеткой. То есть кристаллы имеют ретикулярное строение. От латинского «ретикуля» означает сетка.

В строении пространственной решетки выделяют:

узлы -    атомы расположены в вершинах параллелепипедов

ряды -     прямые линии, проведенные через углы

ячейки -     элементарные параллепипеды, в вершинах которых находятся

 углы                      

Отсюда можно дать определение кристалла.

Кристаллами называются твердые тела в виде многогранников, в которых слагающие их частицы (атомы, ионы, молекулы) расположены закономерно.

 

Свойства кристаллических веществ:

 

1. анизотропность (неравносвойственность)

2. способность самоогранятся

3. симметрия

 

Аморфный по-гречески означает «бесформенный». В аморфных веществах нет закономерного внутреннего строения; составляющие их частицы расположены беспорядочно; они изотропны; не обладают симметрией; не могут самоограняться. Расположение частиц в них такое же как в жидкости, поэтому их иногда сравнивают с переохлажденными жидкостями. Примерами аморфных веществ являются: стекло, пластмасса, клей, смола, затвердевшие гели.

 

Свойства аморфных веществ:

 

1. изотропность

1. беспорядочность в расположении частиц

2. отсутствие симметрии

3. не имеют способности самоограняться