Теплоемкость твердых тел

Отклонения от упорядоченного расположения частиц в узлах решетки называются дефектами кристаллической решетки.

Молекулярные кристаллы.

Металлические кристаллы.

Атомные кристаллы.

Ионные кристаллы.

В узлах кристаллической решетки располагаются поочередно ионы противоположного знака. В ионной решетке нельзя выделить от­дельные молекулы. Кристалл представ­ляет собой как бы одну гигантскую мо­лекулу.

В узлах кри­сталлической решетки располагаются нейтральные атомы.

Атомными кристаллами являются ал­маз и графит, а также типичные полупроводники — германий Ge и кремний Si.

В узлах кристаллической решетки располагают­ся положительные ионы металла.

К металлическим кристаллам относится большинство металлов, которые имеют кубическую объемно центрированную (Li, Na, и др.) и кубическую гранецентрированную (Сu, Ag, Pt, Au) решетки. Чаще всего металлы встречаются в виде поликристаллов.

В узлах кристаллической решетки располагаются ней­тральные молекулы веществаэ

Молекулярными кристаллами являются, например, большинство органических соединений (парафин, спирт, резина и т. д.), лед и т.д..

Молекулярные кристаллы легко деформируются.

О дефектах в кристаллах.

Идеальные кристаллические структуры существуют лишь в очень малых объемах реальных кристаллов.

В реальных кристаллах всегда имеются нарушения идеального периодического расположения элементов решётки.

Определение 1.

Дефекты делятся на макроскопические и микроскопические.

Макроскопические дефекты возникают в процессе образования и роста кристаллов (например, трещины, поры, инородные макроскопи­ческие включения).

Микроскопические дефекты обусловлены микроскопическими отклонени­ями от периодичности.

.

В качестве модели твердого тела рассмотрим правильно построенную кристалличес­кую решетку, в узлах которой частицы (атомы, ионы, молекулы), принимаемые за материальные точки, колеблются около своих положений равновесия — узлов решет­ки — в трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Таким образом, каждой состав­ляющей кристаллическую решетку частице приписывается три колебательных степени свободы, каждая из которых, согласно закону равнораспределения энергии по степеням свободы ~ , где постоянная Больцмана.

Внутренняя энергия моля твердого тела будет равна

, (1)

где N_A — постоянная Авогадро; N_A·k = R (R — молярная газовая постоянная).