კრისტალური და ამორფული სხეულები. კრისტალური სხეულები - ცოდნის ჰიპერმარკეტი კრისტალური სხეულების მაგალითები

კრისტალურიმოვუწოდებთ სხეულებს, რომლებშიც ატომები და მოლეკულები განლაგებულია სწორი გეომეტრიული თანმიმდევრობით, მაგრამ ამორფული- რომელშიც ატომები და მოლეკულები განლაგებულია შემთხვევით. ენერგიის მხრივ, კრისტალურ და ამორფულ სხეულებს შორის ფუნდამენტური განსხვავებაა, რაც შედგება იმაში, რომ კრისტალური სხეულების დნობისა და გამაგრების პროცესს თან ახლავს გარკვეული თერმული ეფექტი. ამორფულ სხეულებს არ აქვთ ეს თერმული ეფექტი.

კრისტალური ნივთიერებების დამახასიათებელი თვისებები:

ა) სტრუქტურის ერთგვაროვნება (კრისტალის ერთგვაროვნება არის ატომების ორმხრივი განლაგების ნიმუშის ერთგვაროვნება მისი მოცულობის ყველა ნაწილში);

ბ) ანიზოტროპია (იზოტროპულ სხეულებში ყველა თვისება - თბოგამტარობა, ელექტრული გამტარობა, ნაკაწრის სიმტკიცე და ა.შ. - ერთნაირია ნებისმიერი მიმართულებით, ხოლო ანისოტროპულ სხეულებში ყველა თვისება არ არის ერთნაირი არაპარალელური მიმართულებით, ე.ი., მაგ. ერთი მიმართულებით ელექტრული დენი გადის უფრო სწრაფად, სხვებში - ნელა);

გ) სიმეტრია.

კრისტალური და ამორფული ნივთიერებების აგებულების განსხვავება მათ თვისებებშიც განაპირობებს. ამრიგად, ამორფული ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ თავისუფალი ენერგიის დიდი მარაგი, ქიმიურად უფრო აქტიურია, ვიდრე იმავე შემადგენლობის კრისტალური ნივთიერებები.

მინა ან მინის შენადნობიარის არაორგანული ან ორგანული შერწყმის პროდუქტი, რომელიც გაცივებულია მყარ მდგომარეობაში კრისტალიზაციის გარეშე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მინა არის სუპერგაციებული სითხე.

ამორფულ და მინის შენადნობებში, შორ მანძილზე წესრიგის არარსებობის შემთხვევაში, შენარჩუნებულია მოკლე დიაპაზონის წესრიგი - ატომური ნაწილაკების ჯგუფები, რომლებიც ასახავს ნივთიერების ქიმიურ შემადგენლობას. ასეთ დაჯგუფებებს ჩვეულებრივ სტრუქტურულ ერთეულებს უწოდებენ. მინის მასალების დამახასიათებელი თვისებაა მათი გამჭვირვალობა სპექტრის სხვადასხვა რეგიონში. არსებობს სხვადასხვა სახის მინა.

ოქსიდის სათვალეები(მაგალითად, ფანჯრის მინა) მიიღება Na 2 O CaO 6SiO 2 + კალიუმის და ტყვიის სილიკატების (კრისტალი) + ბორის ოქსიდის (სითბომდგრადი ქიმიური მინა) საფუძველზე, გამჭვირვალე სპექტრის ხილულ რეგიონში. გაუმჭვირვალე ულტრაიისფერი სხივების მიმართ.

ქალკოგენიდის სათვალეები(დაფუძნებული ქალკოგენებზე - გოგირდი, სელენი, ტელურუმი), გამჭვირვალე სპექტრის ხილულ და IR რეგიონებში. ისინი გამოიყენება ღამის ხედვის მოწყობილობების დასამზადებლად, საკვანძო მეხსიერების ელემენტების დასამზადებლად, გამოიყენება ინფორმაციის ჩასაწერად (ფოტოკოპირების მანქანებში), ჰოლოგრაფიაში, გამოსახულების გადასაცემად დიდ დისტანციებზე და გარე სივრცეში, გამოიყენება როგორც ტალღის გამტარები - ბოჭკოვანი კაბელი, წინააღმდეგობის თერმომეტრები ატომური რეაქტორებისთვის. .

ფტორცირკონის სათვალეებიისინი მზადდება ჰაფნიუმის და ცირკონიუმის ფტორიდების საფუძველზე სხვა ფტორიდების დამატებით და აქვთ გამჭვირვალობის ფართო დიაპაზონი - UV-დან ახლო IR სპექტრულ რეგიონამდე.

ფოსფატის ჭიქებიდამზადებულია კალციუმის ორთოფოსფატის საფუძველზე - გამჭვირვალე სპექტრის ხილულ და ულტრაიისფერ ზონებში (მუქი ფანჯრები მანქანებზე).

ფულერენი არის "ქიმიურად სტაბილური ნახშირბადის დახურული ზედაპირის სტრუქტურები, რომლებშიც ნახშირბადის ატომები განლაგებულია რეგულარული ექვსკუთხედების ან ხუთკუთხედების წვეროებზე და რეგულარულად ფარავს სფეროს ან სფეროიდის ზედაპირს".

ქიმიური თერმოდინამიკა- მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სისტემებისა და კანონების სტაბილურობის პირობებს. ქიმიური თერმოდინამიკა სწავლობს თერმოდინამიკის კანონების გამოყენებას ქიმიურ და ფიზიკურ-ქიმიურ მოვლენებზე.

იგი ძირითადად მოიცავს:

1) პროცესების სითბოს ნაშთები, მათ შორის ფიზიკური და ქიმიური პროცესების თერმული ეფექტები;

2) ცალკეული ნივთიერებებისა და ნარევების ფაზური წონასწორობა;

3) ქიმიური წონასწორობა.

ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტიან სისტემის ენთალპიის ცვლილება ქიმიური რეაქციის გამოვლენის გამო - სითბოს რაოდენობა, რომელიც მიეკუთვნება ქიმიური ცვლადის ცვლილებას, რომელიც მიღებულ იქნა სისტემის მიერ, რომელშიც მოხდა ქიმიური რეაქცია და რეაქციის პროდუქტებმა მიიღეს ტემპერატურა რეაგენტები.

იმისათვის, რომ თერმული ეფექტი იყოს რაოდენობა, რომელიც დამოკიდებულია მხოლოდ მიმდინარე ქიმიური რეაქციის ბუნებაზე, უნდა დაკმაყოფილდეს შემდეგი პირობები:

რეაქცია უნდა მიმდინარეობდეს ან მუდმივი მოცულობით ქ v (იზოქორული პროცესი), ან მუდმივი წნევით ქ p (იზობარული პროცესი).

სისტემაში სამუშაო არ შესრულდება, გარდა გაფართოების სამუშაოებისა, რომელიც შესაძლებელია P = const.

თუ რეაქცია ტარდება სტანდარტულ პირობებში T = 298.15 K = 25 C და P = 1 atm = 101325 Pa, თერმული ეფექტი ეწოდება რეაქციის სტანდარტულ თერმულ ეფექტს ან რეაქციის Δ სტანდარტულ ენთალპიას. ჰ rO. თერმოქიმიაში რეაქციის სტანდარტული სითბო გამოითვლება ფორმირების სტანდარტული ენთალპიების გამოყენებით.

წარმოქმნის სტანდარტული სითბო გაგებულია, როგორც თერმული ეფექტი ნივთიერების ერთი მოლის წარმოქმნის რეაქციის თერმული ეფექტით მარტივი ნივთიერებებისგან და მისი კომპონენტებისგან, რომლებიც სტაბილურ სტანდარტულ მდგომარეობებშია.

მაგალითად, ნახშირბადისა და წყალბადისგან 1 მოლი მეთანის წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპია რეაქციის თერმული ეფექტის ტოლია: C(t) + 2H 2 (g) = CH 4 (g) + 74,9 კჯ/მოლი.

რეაქციებს, რომლებშიც სითბო გამოიყოფა (ენთალპია მცირდება) ეწოდება ეგზოთერმული. რეაქციებს, რომლებშიც სითბო შეიწოვება (ენთალპია იზრდება) ეწოდება ენდოთერმული. როგორც წესი, ეგზოთერმული რეაქციები არის ის, რომლებშიც პროდუქტებს აქვთ უფრო ძლიერი ქიმიური ბმები, ვიდრე საწყისი ნივთიერებები, ხოლო ენდოთერმული რეაქციები საპირისპიროა.

ქიმიური რეაქციების განტოლებებს, რომლებიც მიუთითებს თერმოეფექტზე, ეწოდება თერმოქიმიური განტოლებები. გარდა თერმული ეფექტისა, თერმოქიმიური განტოლებები ხშირად ასევე მიუთითებს ნივთიერებების ფაზურ მდგომარეობასა და პოლიმორფულ მოდიფიკაციაზე.

თუ არსებობს რამდენიმე რეაქცია, საბოლოო თერმული ეფექტი გამოითვლება

მყარი ნივთიერებები კრისტალური და ამორფულია.

მოდი გამოცდილება დავაყენოთ

შეისწავლეთ სუფრის მარილის ან შაქრის კრისტალები გამადიდებელი შუშის საშუალებით: მათ აქვთ გლუვი, თითქოს დაჭრილი კიდეები. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გაიზარდოთ დიდი ბროლი: ნახ. 7.6 და სუფრის მარილის ასეთი კრისტალია გამოსახული. ფიფქები საოცრად ლამაზია და ამავდროულად ყოველთვის ძალიან "სწორი": ისინი ცაში გაზრდილი ყინულის კრისტალებია. მათი ნიმუში ყოველთვის ეფუძნება რეგულარულ ექვსკუთხედს (ნახ. 7.6, ბ).

ბრინჯი. 7.6. კრისტალური სხეულები: ა - სუფრის მარილის კრისტალი, ბ - ფიფქია; ბროლის გისოსები: c - სუფრის მარილი, გ - ყინული

სუფრის მარილი, შაქარი და ყინული კრისტალური მყარი ნივთიერებების მაგალითებია. კრისტალების სწორი ფორმა განპირობებულია იმით, რომ კრისტალებში ატომები ან მოლეკულები მოწესრიგებულად არის განლაგებული, ქმნიან კრისტალურ გისოსს.

მაგალითად, სუფრის მარილის კრისტალში ნატრიუმის და ქლორის ატომები მკაცრად მონაცვლეობენ, რომლებიც მდებარეობს კუბების ზედა ნაწილში, რის გამოც მარილის კრისტალებს აქვთ კუბის ფორმა. და ყინულის კრისტალში წყლის მოლეკულები განლაგებულია ექვსკუთხედის წვეროებზე - რის გამოც ნებისმიერი ფიფქის ნიმუშს აქვს ექვსკუთხა „ჩარჩო“. ნახ. 7.6, c სქემატურად გვიჩვენებს სუფრის მარილის ბროლის გისოსს და ნახ. 7.6, d - ყინულის ბროლის ბადე.

ამორფული სხეულები.ამორფული სხეულების მაგალითებია მინის საგნები (სურ. 7.7, ა). ამორფულ სხეულებს აქვთ სითხე, თუმცა გაცილებით ნაკლებია ვიდრე სითხეები. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება ამორფული სხეულების სითხე. ამის წყალობით, გახურებული შუშის წვეთიდან შეიძლება შუშის ჭურჭლის აფეთქება (ნახ. 7.7, ბ) (ისევე, როგორც საპნის ბუშტი აფეთქდება საპნიანი წყლის წვეთიდან).

ბრინჯი. 7.7. ამორფული სხეულების მაგალითები: a - მინის ბუშტი; ბ - ნახევრად თხევადი მინის წვეთი; გ - ამორფული სხეულის მოლეკულური სტრუქტურის სქემატური წარმოდგენა

ნახ. 7.7, c სქემატურად ასახავს ამორფული სხეულის მოლეკულურ სტრუქტურას. როგორც ხედავთ, ამორფული სხეულის მოლეკულური სტრუქტურა წააგავს სითხის მოლეკულურ სტრუქტურას - ეს ხსნის ამორფული სხეულების სითხეს. შემთხვევითი არ არის, რომ სიტყვა "ამორფული" ბერძნულიდან მოდის. "ამორ-ფოსი" - უფორმო.

მყარი სხეულები ხასიათდება მუდმივი ფორმით და მოცულობით და იყოფა კრისტალურ და ამორფებად.

ბროლის სხეულები

კრისტალური სხეულები (კრისტალები) არის მყარი ნივთიერებები, რომელთა ატომები ან მოლეკულები იკავებენ მოწესრიგებულ პოზიციებს სივრცეში.
კრისტალური სხეულების ნაწილაკები ქმნიან რეგულარულ ნიმუშს სივრცეში ბროლის სივრცითი გისოსი.

კრისტალურ მდგომარეობაში მყოფ თითოეულ ქიმიურ ნივთიერებას შეესაბამება სპეციფიკური ბროლის ბადე, რომელიც განსაზღვრავს ბროლის ფიზიკურ თვისებებს.

Იცოდი?
მრავალი წლის წინ პეტერბურგში, ერთ-ერთ გაუხურებელ საწყობში იყო თეთრი თუნუქის მბზინავი ღილების დიდი მარაგი. და უეცრად მათ დაიწყეს ჩაბნელება, დაკარგეს ბზინვარება და იშლება ფხვნილად. რამდენიმე დღეში ღილების მთები ნაცრისფერი ფხვნილის გროვად გადაიქცა. "კალის ჭირი"- ასე ერქვა თეთრი თუნუქის ამ "დაავადებას".
და ეს იყო მხოლოდ კალის კრისტალებში ატომების რიგის გადაწყობა. კალა, რომელიც თეთრი ჯიშიდან ნაცრისფერზე გადადის, იშლება ფხვნილად.
თეთრი და ნაცრისფერი კალა არის კალის კრისტალები, მაგრამ დაბალ ტემპერატურაზე იცვლება მათი კრისტალური სტრუქტურა და შედეგად იცვლება ნივთიერების ფიზიკური თვისებები.

კრისტალებს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ფორმა და შემოიფარგლება ბრტყელი კიდეებით.

ბუნებაში არის:
ა) ერთკრისტალები- ეს არის ერთგვაროვანი კრისტალები, რომლებსაც აქვთ რეგულარული მრავალკუთხედის ფორმა და აქვთ უწყვეტი ბროლის გისოსები

სუფრის მარილის ერთკრისტალები:

ბ) პოლიკრისტალები- ეს არის კრისტალური სხეულები, რომლებიც შერწყმულია პატარა, ქაოტურად განლაგებული კრისტალებისგან.
მყარი ნივთიერებების უმეტესობას აქვს პოლიკრისტალური სტრუქტურა (ლითონები, ქვები, ქვიშა, შაქარი).

ბისმუტის პოლიკრისტალები:

კრისტალების ანიზოტროპია

კრისტალებში შეიმჩნევა ანიზოტროპია- ფიზიკური თვისებების (მექანიკური სიძლიერე, ელექტრული გამტარობა, თბოგამტარობა, სინათლის გარდატეხა და შთანთქმა, დიფრაქცია და ა.შ.) დამოკიდებულება ბროლის შიგნით მიმართულებაზე.

ანიზოტროპია შეინიშნება ძირითადად ერთკრისტალებში.

პოლიკრისტალებში (მაგალითად, ლითონის დიდ ნაჭერში), ანიზოტროპია არ ჩანს ნორმალურ მდგომარეობაში.
პოლიკრისტალები შედგება დიდი რაოდენობით მცირე ბროლის მარცვლებისგან. მიუხედავად იმისა, რომ თითოეულ მათგანს აქვს ანიზოტროპია, მათი განლაგების დარღვევის გამო, პოლიკრისტალური სხეული მთლიანად კარგავს თავის ანიზოტროპიას.

ნებისმიერი კრისტალური ნივთიერება დნება და კრისტალდება მკაცრად განსაზღვრულ დროს დნობის წერტილი: რკინა - 1530°-ზე, კალა - 232°-ზე, კვარცი - 1713°-ზე, ვერცხლისწყალი - მინუს 38°-ზე.

ნაწილაკებს შეუძლიათ დაარღვიონ კრისტალში განლაგების რიგი მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ის იწყებს დნობას.

სანამ არსებობს ნაწილაკების რიგი, არსებობს ბროლის ბადე, კრისტალი არსებობს. თუ ნაწილაკების სტრუქტურა დაირღვა, ეს ნიშნავს, რომ კრისტალი დნება - გადაიქცა სითხეში, ან აორთქლდა - გადაიქცა ორთქლად.

ამორფული სხეულები

ამორფულ სხეულებს არ აქვთ მკაცრი წესრიგი ატომებისა და მოლეკულების განლაგებისას (მინა, ფისი, ქარვა, როზინი).

ამორფულ სხეულებში შეიმჩნევა იზოტროპია- მათი ფიზიკური თვისებები ყველა მიმართულებით ერთნაირია.

გარეგანი გავლენის ქვეშ, ამორფული სხეულები ვლინდება ერთდროულადელასტიური თვისებები (დარტყმის დროს ისინი იშლება ნაწილებად, როგორც მყარი) და სითხე (ხანგრძლივი ზემოქმედებით, ისინი მიედინება სითხეებივით).

დაბალ ტემპერატურაზე, ამორფული სხეულები თავიანთი თვისებებით ჰგავს მყარ სხეულებს, ხოლო მაღალ ტემპერატურაზე ისინი ძალიან ბლანტი სითხეების მსგავსია.

ამორფული სხეულები არ აქვს კონკრეტული დნობის წერტილიდა, შესაბამისად, კრისტალიზაციის ტემპერატურა.
გაცხელებისას თანდათან რბილდება.

ამორფული სხეულები იკავებს შუალედური პოზიციაკრისტალურ მყარ და სითხეებს შორის.

იგივე ნივთიერებაშეიძლება მოხდეს როგორც კრისტალური, ასევე არაკრისტალური ფორმით.

ნივთიერების თხევადი დნობისას ნაწილაკები სრულიად შემთხვევით მოძრაობენ.
თუ, მაგალითად, თქვენ დნება შაქარი, მაშინ:

1. თუ დნება მყარდება ნელა, მშვიდად, მაშინ ნაწილაკები გროვდება თანაბარ რიგებად და წარმოიქმნება კრისტალები. ასე მიიღება გრანულირებული შაქარი ან ერთიანად შაქარი;

2. თუ გაცივება ხდება ძალიან სწრაფად, მაშინ ნაწილაკებს არ აქვთ დრო, რომ დალაგდნენ რეგულარულ რიგებში და დნება მყარდება არაკრისტალურად. ასე რომ, თუ გამდნარ შაქარს ცივ წყალში ან ძალიან ცივ თეფშზე დაასხით, წარმოიქმნება შაქრის კანფეტი, არაკრისტალური შაქარი.

საოცარი!

დროთა განმავლობაში, არაკრისტალური ნივთიერება შეიძლება "გადაგვარდეს", ან, უფრო სწორად, კრისტალიზდეს; მათში არსებული ნაწილაკები იკრიბებიან რეგულარულ რიგებად.

მხოლოდ პერიოდი განსხვავებულია სხვადასხვა ნივთიერებებისთვის: შაქრისთვის რამდენიმე თვეა, ქვისთვის კი მილიონობით წელი.

გააჩერეთ ტკბილეული ჩუმად ორი-სამი თვის განმავლობაში, ის დაიფარება ფხვიერი ქერქით. შეხედეთ მას გამადიდებელი შუშით: ეს არის შაქრის პატარა კრისტალები. კრისტალების ზრდა დაიწყო არაკრისტალურ შაქარში. დაელოდეთ კიდევ რამდენიმე თვე - და არა მხოლოდ ქერქი, არამედ მთელი ტკბილეული დაკრისტალდება.

ჩვენი ჩვეულებრივი ფანჯრის მინასაც კი შეუძლია კრისტალიზაცია. ძალიან ძველი მინა ზოგჯერ მთლიანად დაბინდულია, რადგან მასში იქმნება პატარა გაუმჭვირვალე კრისტალების მასა.

მინის ქარხნებში ზოგჯერ ღუმელში ყალიბდება "თხა", ანუ კრისტალური მინის ბლოკი. ეს ბროლის მინა ძალიან გამძლეა, ღუმელის განადგურება უფრო ადვილია, ვიდრე მისგან ჯიუტი „თხის“ ამოღება.
მისი შესწავლის შემდეგ, მეცნიერებმა შექმნეს ახალი, ძალიან გამძლე მინის მასალა - კერამიკული მინა. ეს არის შუშის კრისტალური მასალა, რომელიც მიიღება მინის მოცულობითი კრისტალიზაციის შედეგად.

ცნობისმოყვარე!

შეიძლება არსებობდეს სხვადასხვა კრისტალური ფორმები იგივე ნივთიერება.
მაგალითად, ნახშირბადი.

გრაფიტიარის კრისტალური ნახშირბადი. ფანქრის მილები დამზადებულია გრაფიტისაგან, რომელიც მსუბუქად დაჭერისას ტოვებს კვალს ქაღალდზე. გრაფიტის სტრუქტურა ფენიანია. გრაფიტის ფენები ადვილად იცვლება, ამიტომ წერის დროს გრაფიტის ფანტელები ქაღალდს ეწებება.

მაგრამ არსებობს კრისტალური ნახშირბადის სხვა ფორმა - ბრილიანტი.

კრისტალური სხეულები არის მყარი ნივთიერებები, რომლებშიც ატომები განლაგებულია რეგულარულად, ქმნიან სამგანზომილებიან პერიოდულ სივრცულ განლაგებას - კრისტალურ გისოსს. ატომების თანმიმდევრობა შეიძლება იყოს შორ მანძილზე ან მოკლე დიაპაზონში.

ამორფულ სხეულებს არ აქვთ კრისტალური სტრუქტურა და, კრისტალებისაგან განსხვავებით, არ იშლებიან კრისტალური სახეების წარმოქმნით. ისინი ასევე ზოგადად იზოტროპულია (არ ავლენენ განსხვავებულ თვისებებს სხვადასხვა მიმართულებით). მათ არ აქვთ კონკრეტული დნობის წერტილი.

კრისტალებს ახასიათებთ სივრცითი პერიოდულობა ატომების წონასწორული პოზიციების მოწყობაში. ამორფულ სხეულებში ატომები ვიბრირებენ შემთხვევით მდებარე წერტილების გარშემო.

2.რა არის ბროლის გისოსი?

ბროლის გისოსი არის დამხმარე გეომეტრიული გამოსახულება, რომელიც შემოღებულია ბროლის სტრუქტურის გასაანალიზებლად. გისოსი ტილოს ან ბადის მსგავსია, რაც საფუძველს იძლევა გისოსების წერტილების კვანძების გამოძახებისთვის. გისოსი არის წერტილების (ატომების) ერთობლიობა, რომლებიც წარმოიქმნება ბროლის ცალკეული შემთხვევით შერჩეული წერტილიდან მთარგმნელობითი ჯგუფის მოქმედებით. ეს განლაგება აღსანიშნავია იმით, რომ თითოეულ წერტილთან შედარებით, ყველა დანარჩენი მდებარეობს ზუსტად ერთნაირად. მისი ნებისმიერი თანდაყოლილი თარგმანის გამოყენება მთლიანად გისოსზე იწვევს მის პარალელურ გადაცემას და კომბინაციას. ანალიზის მოხერხებულობისთვის, მედის წერტილები ჩვეულებრივ გაერთიანებულია კრისტალში შემავალი ნებისმიერი ატომის ცენტრებთან ან მოლეკულების ცენტრებთან.

3.რა არის ბროლის მედის კვანძები?

ნაწილაკების განთავსების წერტილები

ეწოდება ბროლის გისოსის კვანძები.

დამოკიდებულია ნაწილაკების ტიპზე, რომელიც მდებარეობს

ბროლის გისოსების კვანძები და ბუნება

მათ შორის არსებობს 4 ტიპის კავშირი

ბროლის გისოსები: იონური, ატომური,

მოლეკულური, მეტალის.

4.რა განსხვავებაა ერთკრისტალებსა და პოლიკრისტალებს შორის?

მონოკრისტალი - ცალკეული ერთგვაროვანი კრისტალი, რომელსაც აქვს უწყვეტი კრისტალური ბადე და ხასიათდება თვისებების ანიზოტროპიით.

პოლიკრისტალი არის ნივთიერების მცირე კრისტალების აგრეგატი, რომელსაც ზოგჯერ უწოდებენ კრისტალებს ან ბროლის მარცვლებს მათი არარეგულარული ფორმის გამო.

5.როგორ შეიძლება იყოს კრისტალების კლასიფიკაცია?

კრისტალების სახეები

აუცილებელია გამოვყოთ იდეალური და რეალური ბროლი.

იდეალური კრისტალი, ფაქტობრივად, არის მათემატიკური ობიექტი, რომელსაც აქვს სრული, თანდაყოლილი სიმეტრია, იდეალიზებული გლუვი კიდეები.

ნამდვილი კრისტალი ყოველთვის შეიცავს სხვადასხვა დეფექტებს გისოსების შიდა სტრუქტურაში, დამახინჯებებსა და დარღვევებს სახეებზე და აქვს პოლიედრონის შემცირებული სიმეტრია ზრდის სპეციფიკური პირობების, კვების საშუალების ჰეტეროგენურობის, დაზიანებისა და დეფორმაციების გამო. ნამდვილ კრისტალს სულაც არ აქვს კრისტალოგრაფიული სახეები და რეგულარული ფორმა, მაგრამ ის ინარჩუნებს თავის ძირითად თვისებას - ატომების რეგულარულ პოზიციას ბროლის ბადეში.

6.რა არის იონური ბმა?

იონური ბმა, ელექტროვალენტური ბმა, ჰეტეროვალენტური ბმა, ქიმიური ბმის ერთ-ერთი სახეობა, რომელიც ეფუძნება საპირისპიროდ დამუხტულ იონებს შორის ელექტროსტატიკურ ურთიერთქმედებას.

7.რა არის კოვალენტური ბმა?

კოვალენტური ბმა არის ორ ატომს შორის ქიმიური ბმის ერთ-ერთი სახეობა, რომელსაც ახორციელებს საერთო ელექტრონული წყვილი (თითოეული ატომიდან ერთი ელექტრონი). კ.ს. არსებობს როგორც მოლეკულებში (ნებისმიერი აგრეგაციის მდგომარეობაში) და ატომებს შორის, რომლებიც ქმნიან კრისტალურ გისოსს.

8. რა სახის კრისტალები. სისტემები იცი?

სივრცითი სიმეტრიიდან გამომდინარე, ყველა ბროლის გისოსები იყოფა შვიდ კრისტალურ სისტემად.

1. ტრიკლინიკური სისტემა - ყველაზე ნაკლები სიმეტრია, არ არის იდენტური კუთხეები, არ არის ერთნაირი სიგრძის ღერძი;

2. მონოკლინიკური სისტემა - ორი მართი კუთხე, ერთნაირი სიგრძის ღერძების გარეშე;

3. რომბის სისტემა - სამი მართი კუთხე (შესაბამისად ორთოგონალური), ერთნაირი სიგრძის ღერძების გარეშე;

4. ექვსკუთხა სისტემა - ერთი სიგრძის ორი ღერძი ერთ სიბრტყეში 120° კუთხით, მესამე ღერძი მართი კუთხით;

5. ტეტრაგონური სისტემა - ორი ერთნაირი სიგრძის ღერძი, სამი მართი კუთხე;

6. ტრიგონალური სისტემა - სამი თანაბარი სიგრძის ღერძი და სამი ტოლი კუთხე, რომელიც არ უდრის 90°-ს;

7. კუბური სისტემა - სიმეტრიის უმაღლესი ხარისხი, მართი კუთხით თანაბარი სიგრძის სამი ღერძი.

კრისტალური სხეულები და მათი თვისებები

მყარ სხეულებში ნაწილაკები (მოლეკულები, ატომები და იონები) განლაგებულია ერთმანეთთან ისე ახლოს, რომ მათ შორის ურთიერთქმედების ძალები არ აძლევს მათ დაშორების საშუალებას.

ამ ნაწილაკებს შეუძლიათ მხოლოდ წონასწორული პოზიციის გარშემო რხევითი მოძრაობების შესრულება. ამრიგად, მყარი ნივთიერებები ინარჩუნებენ ფორმას და მოცულობას.

მათი მოლეკულური სტრუქტურიდან გამომდინარე, მყარი იყოფა კრისტალურიდა ამორფული.

კრისტალური სხეულების სტრუქტურა

კრისტალური უჯრედი

კრისტალური არის ის მყარი ნივთიერებები, მოლეკულები, ატომები ან იონები, რომლებშიც ისინი განლაგებულია მკაცრად განსაზღვრული გეომეტრიული თანმიმდევრობით, ქმნიან სტრუქტურას სივრცეში ე.წ. ბროლის გისოსი .

ეს ბრძანება პერიოდულად მეორდება ყველა მიმართულებით სამგანზომილებიან სივრცეში. ის გრძელდება დიდ დისტანციებზე და არ არის შეზღუდული სივრცეში. Მას ეწოდება შორეულ გზაზე .

ბროლის გისოსების სახეები

ბროლის გისოსი არის მათემატიკური მოდელი, რომელიც შეიძლება გამოვიყენოთ იმის წარმოსაჩენად, თუ როგორ არის ნაწილაკები განლაგებული კრისტალში. გონებრივად ვაკავშირებთ იმ წერტილებს სივრცეში, სადაც ეს ნაწილაკები განლაგებულია სწორი ხაზებით, ვიღებთ ბროლის გისოსს.

მანძილი ატომებს შორის, რომლებიც მდებარეობს ამ გისოსის ადგილებში, ეწოდება გისოსის პარამეტრი .

იმისდა მიხედვით, თუ რომელი ნაწილაკები განლაგებულია კვანძებში, არის ბროლის ბადეები მოლეკულური, ატომური, იონური და მეტალის.

კრისტალური სხეულების თვისებები, როგორიცაა დნობის წერტილი, ელასტიურობა და სიძლიერე, დამოკიდებულია ბროლის გისოსის ტიპზე.

როდესაც ტემპერატურა იზრდება იმ მნიშვნელობამდე, რომლითაც იწყება მყარი ნივთიერების დნობა, ბროლის ბადე განადგურებულია.

მოლეკულები იძენენ მეტ თავისუფლებას და მყარი კრისტალური ნივთიერება გადადის თხევად ეტაპზე. რაც უფრო ძლიერია კავშირი მოლეკულებს შორის, მით უფრო მაღალია დნობის წერტილი.

მოლეკულური გისოსი

მოლეკულურ ბადეებში მოლეკულებს შორის ბმები არ არის ძლიერი. ამიტომ ნორმალურ პირობებში ასეთი ნივთიერებები თხევად ან აირად მდგომარეობაშია.

მყარი მდგომარეობა მათთვის შესაძლებელია მხოლოდ დაბალ ტემპერატურაზე. დაბალია მათი დნობის წერტილიც (მყარიდან თხევადზე გადასვლა). და ნორმალურ პირობებში ისინი არიან აირისებრ მდგომარეობაში.

მაგალითებია იოდი (I2), "მშრალი ყინული" (ნახშირორჟანგი CO2).

ატომური გისოსი

ნივთიერებებში, რომლებსაც აქვთ ატომური კრისტალური ბადე, ატომებს შორის კავშირი ძლიერია.

ამიტომ, თავად ნივთიერებები ძალიან მძიმეა. ისინი დნება მაღალ ტემპერატურაზე. სილიციუმს, გერმანიუმს, ბორს, კვარცს, ზოგიერთი ლითონის ოქსიდს და ბუნებაში ყველაზე რთულ ნივთიერებას - ალმასს - აქვთ კრისტალური ატომური ბადე.

იონური გისოსი

იონური კრისტალური მედის მქონე ნივთიერებები მოიცავს ტუტეებს, მარილების უმეტესობას და ტიპიური ლითონების ოქსიდებს.

ვინაიდან იონების მიმზიდველი ძალა ძალზე ძლიერია, ამ ნივთიერებებს შეუძლიათ დნება მხოლოდ ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე. მათ ცეცხლგამძლეს უწოდებენ. მათ აქვთ მაღალი სიმტკიცე და სიმტკიცე.

ლითონის გრილი

ლითონის გისოსის კვანძებში, რომელიც ყველა ლითონს და მათ შენადნობებს აქვს, განლაგებულია ატომებიც და იონებიც.

ამ სტრუქტურის წყალობით, ლითონებს აქვთ კარგი მოქნილობა და გამტარიანობა, მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობა.

ყველაზე ხშირად, ბროლის ფორმა არის რეგულარული პოლიედონი.

ასეთი პოლიედრების სახეები და კიდეები ყოველთვის მუდმივი რჩება კონკრეტული ნივთიერებისთვის.

ერთკრისტალს ეძახიან ერთკრისტალი . მას აქვს რეგულარული გეომეტრიული ფორმა, უწყვეტი ბროლის ბადე.

ბუნებრივი ერთკრისტალების მაგალითებია ბრილიანტი, ლალი, კლდის ბროლი, კლდის მარილი, ისლანდიური სპარი, კვარცი. ხელოვნურ პირობებში, ერთკრისტალები მიიღება კრისტალიზაციის პროცესით, როდესაც ხსნარების გაციებით ან გარკვეულ ტემპერატურამდე დნება, მათგან იზოლირებულია მყარი ნივთიერება კრისტალების სახით.

ნელი კრისტალიზაციის სიჩქარით, ასეთი კრისტალების ჭრილს აქვს ბუნებრივი ფორმა. ამ გზით სპეციალურ სამრეწველო პირობებში მიიღება ნახევარგამტარების ან დიელექტრიკების ერთკრისტალები.

შემთხვევით შერწყმულ პატარა კრისტალებს უწოდებენ პოლიკრისტალები . პოლიკრისტალის ყველაზე ნათელი მაგალითია გრანიტის ქვა. ყველა ლითონი ასევე პოლიკრისტალურია.

კრისტალური სხეულების ანიზოტროპია

კრისტალებში ნაწილაკები განლაგებულია სხვადასხვა სიმკვრივით სხვადასხვა მიმართულებით.

თუ ატომებს კრისტალური მედის ერთ-ერთი მიმართულებით სწორი ხაზით დავუკავშირებთ, მაშინ მათ შორის მანძილი ამ მიმართულებით ერთნაირი იქნება. ნებისმიერი სხვა მიმართულებით, ატომებს შორის მანძილი ასევე მუდმივია, მაგრამ მისი მნიშვნელობა შეიძლება უკვე განსხვავდებოდეს წინა შემთხვევაში მანძილისგან. ეს ნიშნავს, რომ სხვადასხვა სიდიდის ურთიერთქმედების ძალები მოქმედებენ ატომებს შორის სხვადასხვა მიმართულებით. აქედან გამომდინარე, ამ მიმართულებებში ნივთიერების ფიზიკური თვისებებიც განსხვავდება.

ამ ფენომენს ე.წ ანიზოტროპია - მატერიის თვისებების დამოკიდებულება მიმართულებაზე.

ელექტრული გამტარობა, თბოგამტარობა, ელასტიურობა, გარდატეხის ინდექსი და კრისტალური ნივთიერების სხვა თვისებები განსხვავდება ბროლის მიმართულების მიხედვით. ელექტრული დენი განსხვავებულად ატარებს სხვადასხვა მიმართულებით, ნივთიერება განსხვავებულად თბება და სინათლის სხივები სხვაგვარად ირღვევა.

პოლიკრისტალებში ანიზოტროპიის ფენომენი არ შეინიშნება.

ნივთიერების თვისებები ყველა მიმართულებით იგივე რჩება.

მყარი ნივთიერებების მახასიათებლები.

მოლეკულები (ან ატომები) განლაგებულია მკაცრად მოწესრიგებული წესით. მოლეკულებს შორის მანძილი არის ≈ მოლეკულის დიამეტრი. მყარი სხეულების ატომები ან მოლეკულები ვიბრირებენ გარკვეული წონასწორობის პოზიციების გარშემო.

ამიტომ, მყარი ინარჩუნებს არა მხოლოდ მოცულობას, არამედ ფორმას. თუ წონასწორობის ცენტრებს დააკავშირებთ ატომს ან მყარი ნივთიერების იონებს, მიიღებთ რეგულარულ სივრცულ გისოსს, რომელსაც ეწოდება კრისტალური გისოსი.

მყარ ნაწილებს, რომლებშიც ატომები ან მოლეკულები განლაგებულია მოწესრიგებულად და ქმნიან პერიოდულად განმეორებად შინაგან სტრუქტურას, ე.წ. კრისტალები. მაშასადამე, კრისტალებს აქვთ ბრტყელი კიდეები (სუფრის მარილის მარცვალს აქვს ბრტყელი კიდეები, რომლებიც ქმნიან სწორ კუთხეებს ერთმანეთთან).

კრისტალური სხეულების ფიზიკური თვისებები არ არის იგივე სხვადასხვა მიმართულებით, მაგრამ იგივეა პარალელური მიმართულებით.

კრისტალების ანიზოტროპია -ეს არის ფიზიკური თვისებების დამოკიდებულება კრისტალში არჩეულ მიმართულებაზე.

მაგალითად, კრისტალების სხვადასხვა მექანიკური სიძლიერე სხვადასხვა მიმართულებით (მიკას ნაჭერი ადვილად იშლება ერთი მიმართულებით, მაგრამ გაცილებით რთულია მისი გატეხვა ფირფიტების პერპენდიკულარული მიმართულებით). ბევრი კრისტალი განსხვავებულად ატარებს სითბოს და ელექტრო დენს სხვადასხვა მიმართულებით. კრისტალების ოპტიკური თვისებები ასევე დამოკიდებულია მიმართულებაზე. მაგალითად, კვარცის და ტურმალინის კრისტალები განსხვავებულად არღვევენ სინათლეს, რაც დამოკიდებულია მათზე მოხვედრილი სხივების მიმართულებიდან.

როდესაც სუფრის მარილის კრისტალები იყოფა, ის იშლება ნაწილებად, რომლებიც შემოიფარგლება ბრტყელი ზედაპირით, რომლებიც იკვეთება სწორი კუთხით.

ეს სიბრტყეები პერპენდიკულარულია ნიმუშის სპეციალურ მიმართულებებზე; ამ მიმართულებების გასწვრივ მისი სიძლიერე მინიმალურია.

კრისტალების მექანიკური, თერმული, ელექტრული და ოპტიკური თვისებების ანიზოტროპია აიხსნება იმით, რომ ატომების, მოლეკულების ან იონების მოწესრიგებული განლაგებით, მათ შორის ურთიერთქმედების ძალები და ატომთაშორისი მანძილი არათანაბარი აღმოჩნდება სხვადასხვა მიმართულებით.

კრისტალური სხეულები იყოფა ერთკრისტალებიდა პოლიკრისტალები.

მონოკრისტალები – ამ ერთკრისტალებს აქვთ რეგულარული გეომეტრიული ფორმა და მათი თვისებები განსხვავებულია სხვადასხვა მიმართულებით (ანიზოტროპია).

ერთკრისტალებს ზოგჯერ აქვთ გეომეტრიულად სწორი გარეგანი ფორმა, მაგრამ ერთი კრისტალის მთავარი მახასიათებელია პერიოდულად განმეორებადი შიდა სტრუქტურა მთელ მოცულობაში.

პოლიკრისტალური სხეული არის ქაოტურად ორიენტირებული პატარა კრისტალების - კრისტალიტების ერთობლიობა, რომლებიც შერწყმულია ერთმანეთთან. მაგალითად, თუჯის პოლიკრისტალური სტრუქტურა შეიძლება გამოვლინდეს გატეხილი ნიმუშის გამადიდებელი შუშის შესწავლით. პოლიკრისტალური სხეულის თითოეული პატარა ერთი კრისტალი ანისოტროპულია, მაგრამ პოლიკრისტალური სხეული იზოტროპულია.

პოლიკრისტალები -ეს არის მყარი ნივთიერებები, რომლებიც შედგება დიდი რაოდენობით მცირე შერწყმული კრისტალებისაგან (ლითონები, შაქრის ნაჭერი).

პოლიკრისტალების შიგნით ყველა მიმართულება თანაბარია და პოლიკრისტალების თვისებები ყველა მიმართულებით ერთნაირია (იზოტროპია).

ამორფულისხეულებს უწოდებენ, რომელთა ფიზიკური თვისებები ყველა მიმართულებით ერთნაირია. ამორფული სხეულების მაგალითებია გამაგრებული ფისის ნაჭრები, ქარვა და მინის ნაწარმი. ამორფული სხეულები არიან იზოტროპულისხეულები.

ამორფული სხეულების ფიზიკური თვისებების იზოტროპია აიხსნება მათი შემადგენელი ატომებისა და მოლეკულების უწესრიგო განლაგებით. ამორფულ სხეულებს არ აქვთ მკაცრი წესრიგი ატომების განლაგებაში, არ არის მკაცრი განმეორებადობა ერთი და იგივე სტრუქტურული ელემენტის ყველა მიმართულებით.

კრისტალურისგან განსხვავებით, ამორფული სხეულებისთვის არ არსებობს კონკრეტული დნობის წერტილი.

ამორფული სხეულების თვისებები.ყველა ამორფული სხეული იზოტროპულია, ე.ი. მათი ფიზიკური თვისებები ყველა მიმართულებით ერთნაირია (მინა, ფისი, პლასტმასი და ა.შ.).

გარე ზემოქმედების ქვეშ, ამორფული სხეულები ავლენენ როგორც ელასტიურ თვისებებს, როგორიცაა მყარი და სითხე, როგორც სითხე (ძლიერი ზემოქმედებით, ფისის ნაჭერი იშლება ნაწილებად და როდესაც ფისი დიდი ხნის განმავლობაში მყარ ზედაპირზე იმყოფება, ფისი თანდათანობით. ვრცელდება და რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო სწრაფად ხდება ეს.).

თემა 5.2 მყარი ნივთიერებების მექანიკური თვისებები. დეფორმაციების სახეები. ელასტიურობა, სიმტკიცე, მოქნილობა, სისუსტე. ჰუკის კანონი. დნობა და კრისტალიზაცია.

დედამიწისა და პლანეტების შიდა სტრუქტურა*

მყარი სხეულის დეფორმაციაეწოდება სხეულის ფორმის ან მოცულობის ცვლილებას გარე ძალების გავლენით.

დეფორმაციის სახეები.

ელასტიური დეფორმაციები– ეს არის დეფორმაციები, რომლებიც მთლიანად ქრება გარე ძალების (ზამბარის, რეზინის ძაფის) მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ და სხეული აღადგენს პირვანდელ ფორმას.

პლასტიკური დეფორმაციები– ეს არის დეფორმაციები, რომლებიც არ ქრება გარე ძალების (პლასტილინი, თიხა, ტყვია) მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ და სხეული არ აღადგენს პირვანდელ ფორმას.

მექანიკური სტრესიეწოდება F ელასტიური ძალის მოდულის თანაფარდობას სხეულის S კვეთის ფართობთან:

;

ჰუკის კანონი:მცირე დეფორმაციების დროს დაძაბულობა პირდაპირპროპორციულია დრეკადობის.

ჰუკის კანონი დაკმაყოფილებულია მცირე დეფორმაციებისთვის (OA დიაგრამის განყოფილება).

1) , სად - ელასტიურობის მოდული ან იანგის მოდული (ის ახასიათებს მასალის წინააღმდეგობას ელასტიური დეფორმაციის მიმართ); - ფარდობითი დეფორმაცია (ფარდობითი დრეკადობა); არის საწყისი სიგრძე, ∆l არის სხეულის აბსოლუტური დრეკადობა.

2) , სად - სიხისტის კოეფიციენტი.

დაძაბულობის დიაგრამა. (ბრინჯი.)დაჭიმვის დეფორმაციის შესასწავლად ღერო ექვემდებარება დაჭიმვას სპეციალური მოწყობილობების გამოყენებით, შემდეგ კი იზომება ნიმუშის დაჭიმულობა და მასში წარმოქმნილი ძაბვა. ექსპერიმენტების შედეგებზე დაყრდნობით, შედგენილია სტრესის დამოკიდებულების გრაფიკი შედარებით დრეკადობაზე, რომელსაც ეწოდება დაჭიმვის დიაგრამა (ნახ.).

ფართობი OA – პროპორციული დეფორმაცია; - პროპორციულობის ზღვარი (მაქსიმალური ძაბვა, რომლითაც ჰუკის კანონი ჯერ კიდევ დაცულია); დატვირთვის გაზრდის შემთხვევაში დეფორმაცია ხდება არაწრფივი, მაგრამ დატვირთვის მოხსნის შემდეგ სხეულის ფორმა და ზომა პრაქტიკულად აღდგება.

(ნაკვეთი AB - დრეკადი დეფორმაცია); - ელასტიური ზღვარი; დატვირთვის მატებასთან ერთად, დეფორმაცია იზრდება უფრო სწრაფად და გარკვეული დაძაბულობის მნიშვნელობისას, რომელიც შეესაბამება დიაგრამაზე C წერტილს, დრეკადობა იზრდება პრაქტიკულად დატვირთვის გაზრდის გარეშე.

ამ ფენომენს ე.წ სითხემასალა (განყოფილება CD). ნიმუშის რღვევა ხდება მას შემდეგ, რაც დაძაბულობა მიაღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას, რომელსაც ეწოდება საბოლოო სიძლიერე (ნიმუში იჭიმება გარე დატვირთვის გაზრდის გარეშე მარცხამდე).

Დაკავშირებული ინფორმაცია:

მოძებნეთ საიტზე:

მყარი ნივთიერებების სტრუქტურა და თვისებები

თეორიული ინფორმაცია

ნივთიერება შეიძლება არსებობდეს აგრეგაციის სამ მდგომარეობაში: აირისებრი, თხევადი და მყარი.

პლაზმას ხშირად მატერიის მეოთხე მდგომარეობას უწოდებენ. ნივთიერების თვისებების დამოკიდებულება მის აგრეგაციის მდგომარეობაზე მითითებულია ცხრილში. 33.

ცხრილი 1

ნივთიერებების თვისებები აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში

ნივთიერების აგრეგაციის მდგომარეობა განისაზღვრება მოლეკულებს შორის მოქმედი ძალებით, ნაწილაკებს შორის მანძილით და მათი მოძრაობის ბუნებით.

IN მძიმე მდგომარეობა, ნაწილაკები იკავებენ გარკვეულ პოზიციას ერთმანეთთან შედარებით.

ნივთიერებას აქვს დაბალი შეკუმშვა და მექანიკური სიმტკიცე, რადგან მოლეკულებს არ აქვთ გადაადგილების თავისუფლება, არამედ მხოლოდ ვიბრაცია. მოლეკულებს, ატომებს ან იონებს, რომლებიც ქმნიან მყარს, ე.წ სტრუქტურული ერთეულები.

მყარი იყოფა ამორფული და კრისტალური
(მაგიდა

34). კრისტალური ნივთიერებები დნება მკაცრად განსაზღვრულ ტემპერატურაზე დნობა, ამორფულ ნივთიერებებს არ აქვთ მკაფიოდ განსაზღვრული დნობის წერტილი; გაცხელებისას რბილდება (ახასიათებს დარბილების ინტერვალი) და გადადის თხევად ან ბლანტ მდგომარეობაში (ნახ.

მაგიდა 2

ამორფული და კრისტალური ნივთიერებების შედარებითი მახასიათებლები

18. გაცხელებისას ნივთიერებების მოცულობის ცვლილება: ა- კრისტალური; ბ- ამორფული

ამორფული ნივთიერებების შიდა სტრუქტურა ხასიათდება მოლეკულების შემთხვევითი განლაგებით (ცხრილი. 34). ნივთიერების კრისტალური მდგომარეობა გულისხმობს კრისტალის შემადგენელი ნაწილაკების სწორ განლაგებას სივრცეში და ფორმირებას. კრისტალური (სივრცული)ბადეებიკრისტალური სხეულების მთავარი მახასიათებელია მათი ანიზოტროპია- თვისებების განსხვავება (თერმული და ელექტრული გამტარობა, მექანიკური სიძლიერე, დაშლის სიჩქარე და ა.შ.) დ.) სხვადასხვა მიმართულებით, ხოლო ამორფული სხეულები - იზოტროპული. მყარი კრისტალები– სამგანზომილებიანი წარმონაქმნები, რომლებსაც ახასიათებთ ერთი და იგივე სტრუქტურული ელემენტის (ერთეული უჯრედი) მკაცრი განმეორებადობა ყველა მიმართულებით. ერთეული უჯრედიწარმოადგენს ბროლის უმცირეს მოცულობას პარალელეპიპედის სახით, რომელიც მეორდება კრისტალში უსასრულო რაოდენობით. ერთეული უჯრედი განისაზღვრება ღერძებისა და კუთხეების გამოყენებით (ნახ. 19).

არსებობს ბროლის გისოსების ძირითადი პარამეტრები.

კრისტალური მედის ენერგია ეკრ., კჯ/მოლი,– ეს არის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა კრისტალის 1 მოლის წარმოქმნის დროს მიკრონაწილაკებისგან (ატომები, მოლეკულები, იონები), რომლებიც აირისებრ მდგომარეობაში არიან და ერთმანეთისგან განცალკევებულნი არიან იმ მანძილზე, რაც გამორიცხავს მათ ურთიერთქმედებას.

გისოსის მუდმივი d,- უმცირესი მანძილი ორი ნაწილაკების ცენტრს შორის კრისტალში, რომლებიც დაკავშირებულია ქიმიური ბმა.

საკოორდინაციო ნომერი გ.ნ.

- სივრცეში ცენტრალური ნაწილაკის მიმდებარე ნაწილაკების რაოდენობა, რომლებიც დაკავშირებულია მას ქიმიური ბმა.

წერტილებს, რომლებზეც ბროლის ნაწილაკები მდებარეობს, ეწოდება კრისტალური მედის კვანძები

ბროლის ფორმის მრავალფეროვნების მიუხედავად, ისინი შეიძლება მკაცრად და ცალსახად იყოს კლასიფიცირებული. ბროლის ფორმების სისტემატიზაცია შემოიღო რუსმა აკადემიკოსმა A.V. გადოლინი(1867), იგი დაფუძნებულია კრისტალების სიმეტრიულ მახასიათებლებზე. კრისტალების გეომეტრიული ფორმის მიხედვით შესაძლებელია შემდეგი სისტემები (სისტემები): კუბური, ტეტრაგონალური, ორთორმბული, მონოკლინიკური, ტრიკლინიკური, ექვსკუთხა და რომბოედრული (ნახ.

ბრინჯი. 20. ძირითადი კრისტალური სისტემები

ერთსა და იმავე ნივთიერებას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული კრისტალური ფორმები, რომლებიც განსხვავდებიან შინაგანი აგებულებით და, შესაბამისად, ფიზიკური და ქიმიური თვისებებით. ამ ფენომენს ე.წ პოლიმორფიზმი .

იზომორფიზმი- სხვადასხვა ბუნების ორი ნივთიერება ქმნის ერთი და იგივე სტრუქტურის კრისტალებს. ასეთ ნივთიერებებს შეუძლიათ შეცვალონ ერთმანეთი ბროლის ბადეში, შერეული კრისტალების წარმოქმნით.

კრისტალური მედის კვანძებში მდებარე ნაწილაკების ტიპზე და მათ შორის ობლიგაციების ტიპზე დაყრდნობით, კრისტალები ოთხი ტიპისაა: მოლეკულური, ატომური, იონური და მეტალის (ნახ.

21. კრისტალების სახეები

კრისტალური გისოსები, რომლებიც შედგება მოლეკულებისგან (პოლარული და არაპოლარული) ეწოდება მოლეკულური . ასეთ კრისტალურ გისოსებში მოლეკულები ერთმანეთთან დაკავშირებულია შედარებით სუსტი წყალბადით, ინტერმოლეკულური და ელექტროსტატიკური ძალებით. ამრიგად, მოლეკულური მედის მქონე ნივთიერებებს აქვთ დაბალი სიმტკიცე და დაბალი დნობის წერტილი. ისინი ოდნავ ხსნადია წყალში, არ ატარებენ ელექტროენერგიას და ძალიან აქროლადები არიან.

მოლეკულური ბადეების მქონე ნივთიერებების მაგალითებია ყინული, მყარი ნახშირორჟანგი („მშრალი ყინული“), მყარი წყალბადის ჰალოიდები, მყარი მარტივი ნივთიერებები, რომლებიც წარმოიქმნება ერთი- (კეთილშობილი გაზებით), ორი- (F2, Cl2, Br2, J2, H2, N2, O2), სამი- (O3), ოთხი- (P4), რვა- (S8) ატომური მოლეკულები.

კრისტალური ორგანული ნაერთების უმეტესობას ასევე აქვს მოლეკულური ბადე.

კრისტალური გისოსები, რომლებიც შეიცავს ცალკეულ ატომებს მათ კვანძებში, ეწოდება ატომური (კოვალენტური) .

ასეთ გისოსებში ატომები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ძლიერი კოვალენტური ბმებით.

ატომური კრისტალური მედის მქონე კრისტალის მაგალითია ბრილიანტი (ნახ. 21), ნახშირბადის ერთ-ერთი მოდიფიკაცია. ეს კრისტალი შედგება ნახშირბადის ატომებისგან, რომელთაგან თითოეული დაკავშირებულია ოთხ მეზობელ ატომთან (cn = 4).

ატომური კრისტალური მედის მქონე ნივთიერებების რაოდენობა დიდია.

ყველა მათგანს აქვს მაღალი დნობის წერტილი, უხსნადია სითხეებში, აქვს მაღალი სიმტკიცე, სიმტკიცე და აქვს ელექტრული გამტარობის ფართო სპექტრი (იზოლატორებიდან და ნახევარგამტარებიდან ელექტრონულ გამტარებლამდე). ატომური კრისტალური ბადე დამახასიათებელია ძირითადი ქვეჯგუფების III და IV ჯგუფების ელემენტებისთვის (Si, Ge, B, C).

იონებისგან შემდგარი ბროლის ბადეები ეწოდება იონური . ისინი წარმოიქმნება იონური ბმების მქონე ნივთიერებებით. იონური კრისტალური მედის წარმოქმნის მაგალითია ნატრიუმის ქლორიდის კრისტალი (Na კლ) (ბრინჯი.

21). იონური კრისტალური მედის მქონე ნივთიერებებს აქვთ მაღალი სიმტკიცე, მტვრევადობა, არიან ცეცხლგამძლე და დაბალი აქროლადი. იონური კრისტალების დნობა იწვევს იონების გეომეტრიულად სწორი ორიენტაციის დარღვევას ერთმანეთთან შედარებით და მათ შორის კავშირის სიმტკიცის შესუსტებას. მაშასადამე, ასეთი კრისტალების დნება და ხსნარები ელექტრო დენს ატარებენ. იონური კრისტალური გისოსებით ნივთიერებები ადვილად იშლება პოლარულ სითხეებში და წარმოადგენს დიელექტრიკულს.

იონური კრისტალური მედები ქმნიან ბევრ მარილს, ოქსიდს და ფუძეს.

კრისტალური გისოსი, რომელიც შედგება ლითონის ატომებისა და იონებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ლითონის ბმით (ნახ. 21) ე.წ. ლითონის .

ლითონის ბადე, როგორც წესი, ძალიან გამძლეა. ეს ხსნის ლითონების უმეტესობისთვის დამახასიათებელ სიმტკიცეს, დაბალ არასტაბილურობას და მაღალი დნობისა და დუღილის წერტილებს.

ის ასევე განსაზღვრავს ლითონების ისეთ დამახასიათებელ თვისებებს, როგორიცაა ელექტრული და თბოგამტარობა, ბზინვარება, მოქნილობა, პლასტიურობა, გამჭვირვალეობა და ფოტოელექტრული ეფექტი. სუფთა ლითონებსა და შენადნობებს აქვთ მეტალის ბროლის ბადე.

მყარი არის კრისტალური და ამორფული სხეულები. კრისტალს ძველად ყინულს ეძახდნენ. შემდეგ მათ დაიწყეს კვარცის კრისტალის დარქმევა და ამ მინერალებს გაქვავებულ ყინულად თვლიდნენ. კრისტალები ბუნებრივია და გამოიყენება საიუველირო ინდუსტრიაში, ოპტიკაში, რადიოინჟინერიასა და ელექტრონიკაში, როგორც ულტრა ზუსტი ინსტრუმენტების ელემენტების საყრდენი, როგორც ულტრა ხისტი აბრაზიული მასალა.

კრისტალურ სხეულებს ახასიათებთ სიმტკიცე და აქვთ მკაცრად რეგულარული პოზიცია მოლეკულების, იონების ან ატომების სივრცეში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება სამგანზომილებიანი პერიოდული კრისტალური ბადე (სტრუქტურა). გარეგნულად, ეს გამოიხატება მყარი სხეულის ფორმისა და მისი გარკვეული ფიზიკური თვისებების გარკვეული სიმეტრიით. მათი გარეგანი ფორმით, კრისტალური სხეულები ასახავს ნაწილაკების შიდა „შეფუთვას“ თანდაყოლილ სიმეტრიას. ეს განსაზღვრავს კუთხეების თანასწორობას ყველა კრისტალის სახეებს შორის, რომლებიც შედგება ერთი და იგივე ნივთიერებისგან.

მათში, ცენტრიდან ცენტრამდე მანძილი მეზობელ ატომებს შორის ასევე თანაბარი იქნება (თუ ისინი განლაგებულია იმავე სწორ ხაზზე, მაშინ ეს მანძილი იგივე იქნება ხაზის მთელ სიგრძეზე). მაგრამ ატომებისთვის, რომლებიც დევს სწორ ხაზზე განსხვავებული მიმართულებით, ატომების ცენტრებს შორის მანძილი განსხვავებული იქნება. ეს გარემოება ხსნის ანიზოტროპიას. ანიზოტროპია არის მთავარი განსხვავება კრისტალურ სხეულებსა და ამორფებს შორის.

მყარი ნივთიერებების 90%-ზე მეტი შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც კრისტალები. ბუნებაში ისინი არსებობენ ერთკრისტალების და პოლიკრისტალების სახით. მონოკრისტალები არის ერთკრისტალები, რომელთა სახეები წარმოდგენილია რეგულარული მრავალკუთხედებით; მათ ახასიათებთ უწყვეტი ბროლის ბადის არსებობა და ფიზიკური თვისებების ანიზოტროპია.

პოლიკრისტალები არის მრავალი პატარა კრისტალებისაგან შემდგარი სხეულები, რომლებიც გარკვეულწილად ქაოტურად „ზრდიან ერთად“. პოლიკრისტალები არის ლითონები, შაქარი, ქვები, ქვიშა. ასეთ სხეულებში (მაგალითად, ლითონის ფრაგმენტი), ანიზოტროპია, როგორც წესი, არ ჩნდება ელემენტების შემთხვევითი განლაგების გამო, თუმცა ანიზოტროპია დამახასიათებელია ამ სხეულის ცალკეული კრისტალისთვის.

კრისტალური სხეულების სხვა თვისებები: მკაცრად განსაზღვრული ტემპერატურა (კრიტიკული წერტილების არსებობა), სიმტკიცე, ელასტიურობა, ელექტრული გამტარობა, მაგნიტური გამტარობა, თბოგამტარობა.

ამორფული - ფორმის გარეშე. ასე ითარგმნება ეს სიტყვა სიტყვასიტყვით ბერძნულიდან. ამორფული სხეულები ბუნებით არის შექმნილი. მაგალითად, ქარვა, ცვილი.ადამიანი მონაწილეობს ხელოვნური ამორფული სხეულების შექმნაში - მინა და ფისები (ხელოვნური), პარაფინი, პლასტმასი (პოლიმერები), როზინი, ნაფტალინი, ვარ. არ გააჩნიათ სხეულის სტრუქტურაში მოლეკულების (ატომები, იონები) ქაოტური განლაგების გამო. ამიტომ, ნებისმიერი ამორფული სხეულისთვის ისინი იზოტროპულია - ყველა მიმართულებით ერთნაირი. ამორფული სხეულებისთვის არ არის კრიტიკული დნობის წერტილი; ისინი თანდათან რბილდებიან გაცხელებისას და გადაიქცევიან ბლანტი სითხეებად. ამორფულ სხეულებს ენიჭებათ შუალედური (გარდამავალი) პოზიცია სითხეებსა და კრისტალურ სხეულებს შორის: დაბალ ტემპერატურაზე ისინი გამკვრივდება და ხდება ელასტიური, გარდა ამისა, ისინი შეიძლება გაიყოს უფორმო ნაწილებად დარტყმისას. მაღალ ტემპერატურაზე, იგივე ელემენტები ავლენენ პლასტიურობას, ხდება ბლანტი სითხეები.

ახლა თქვენ იცით, რა არის კრისტალური სხეულები!