үй > Тарихшылар > Аморфты және кристалдық денелер, олардың қасиеттері. Кристалды денелер кристалдық денелерге қандай денелер жатады?

Аморфты және кристалдық денелер, олардың қасиеттері. Кристалды денелер кристалдық денелерге қандай денелер жатады?

Қатты денелер кристалдық және аморфты денелер. Кристалл - ежелгі дәуірде мұз деп аталды. Содан кейін олар кварцты кристал деп атай бастады және бұл минералдарды тасталған мұз деп санады. Кристалдар табиғи болып табылады және зергерлік өнеркәсібінде, оптикада, радиотехникада және электроникада, аса дәлдіктегі аспаптардағы элементтерге тірек ретінде, ультра қатты абразивті материал ретінде қолданылады.

Кристалдық денелер қаттылықпен сипатталады және молекулалар, иондар немесе атомдар кеңістігінде қатаң тұрақты орынға ие болады, нәтижесінде үш өлшемді периодты кристалдық тор (құрылым) пайда болады. Сыртқы жағынан бұл қатты дене пішінінің белгілі бір симметриясымен және оның белгілі бір физикалық қасиеттерімен көрінеді. Сыртқы пішінінде кристалдық денелер бөлшектердің ішкі «орауына» тән симметрияны көрсетеді. Бұл бір заттан тұратын барлық кристалдардың беттерінің арасындағы бұрыштардың теңдігін анықтайды.

Оларда көрші атомдар арасындағы орталықтан орталыққа дейінгі қашықтықтар да тең болады (егер олар бір түзуде орналасса, онда бұл қашықтық сызықтың бүкіл ұзындығы бойынша бірдей болады). Бірақ бағыты басқа түзу сызықта жатқан атомдар үшін атомдардың центрлерінің арасындағы қашықтық әртүрлі болады. Бұл жағдай анизотропияны түсіндіреді. Анизотропия - кристалдық денелер мен аморфты денелердің негізгі айырмашылығы.

Қатты заттардың 90%-дан астамын кристалдарға жатқызуға болады. Табиғатта олар монокристалдар және поликристалдар түрінде болады. Монокристалдар – беттері дұрыс көпбұрыштармен бейнеленген монокристалдар; Олар үздіксіз кристалдық тордың болуымен және физикалық қасиеттердің анизотропиясымен сипатталады.

Поликристалдар – біршама ретсіз «бірге өскен» көптеген ұсақ кристалдардан тұратын денелер. Поликристалдар - бұл металдар, қант, тастар, құм. Мұндай денелерде (мысалы, металдың фрагменті) анизотропия әдетте элементтердің кездейсоқ орналасуына байланысты пайда болмайды, дегенмен анизотропия осы дененің жеке кристалына тән.

Кристалдық денелердің басқа қасиеттері: қатаң анықталған температура (критикалық нүктелердің болуы), беріктік, серпімділік, электр өткізгіштік, магниттік өткізгіштік, жылу өткізгіштік.

Аморфты - пішіні жоқ. Бұл сөз грек тілінен сөзбе-сөз аударылады. Аморфты денелерді табиғат жаратады. Мысалы, янтарь, балауыз.Адамдар жасанды аморфты денелерді – шыны және шайырлар (жасанды), парафин, пластмассалар (полимерлер), канифоль, нафталин, вар жасауға қатысады. дене құрылымындағы молекулалардың (атомдардың, иондардың) ретсіз орналасуына байланысты болмайды. Сондықтан кез келген аморфты дене үшін олар изотропты – барлық бағытта бірдей. Аморфты денелер үшін сыни балқу температурасы жоқ, олар қыздырылғанда бірте-бірте жұмсарып, тұтқыр сұйықтықтарға айналады. Аморфты денелерге сұйықтар мен кристалды денелер арасында аралық (өтпелі) орын беріледі: төмен температурада олар қатып, серпімді болады, сонымен қатар соқтығысқанда пішінсіз бөліктерге бөлінуі мүмкін. Жоғары температурада дәл осы элементтер тұтқыр сұйықтықтарға айнала отырып, пластикалық қасиеттерін көрсетеді.

Енді сіз кристалдық денелердің не екенін білесіз!

Кристалдық денелер – атомдары ретті түрде орналасып, үш өлшемді периодтық кеңістіктік орналасуды – кристалдық торды құрайтын қатты денелер. Атомдардың орналасу реті ұзақ немесе қысқа диапазонды болуы мүмкін.

Аморфты денелердің кристалдық құрылымы болмайды және кристалдардан айырмашылығы, кристалдық беттерді түзу үшін бөлінбейді. Олар сондай-ақ жалпы изотропты (әр түрлі бағытта әртүрлі қасиеттерді көрсетпейді). Олардың белгілі бір балқу температурасы жоқ.

Кристаллдар атомдардың тепе-теңдік орындарының орналасуында кеңістіктік периодтылықпен сипатталады. Аморфты денелерде атомдар кездейсоқ орналасқан нүктелердің айналасында тербеледі.

2. Кристалл торы дегеніміз не?

Кристалл торы кристалдың құрылымын талдау үшін енгізілген көмекші геометриялық кескін болып табылады. Тор кенепке немесе торға ұқсас, бұл тор нүктелерін түйіндер деп атауға негіз береді. Тор – трансляция тобының әсерінен кристалдың кездейсоқ таңдалған бөлек нүктесінен пайда болатын нүктелердің (атомдардың) жиынтығы. Бұл орналасу әр нүктеге қатысты, қалғандарының бәрі бірдей орналасқандығымен ерекшеленеді. Оның кез келген тән аудармасын тұтастай алғанда торға қолдану оның параллельді тасымалдануы мен комбинациясына әкеледі. Талдауға ыңғайлы болу үшін тор нүктелері әдетте кристалға кіретін кез келген атомдардың орталықтарымен немесе молекулалардың орталықтарымен біріктіріледі.

3. Кристалл тор түйіндері дегеніміз не?

Бөлшектердің орналасу нүктелері

кристалдық тордың түйіндері деп аталады.

Орналасатын бөлшектердің түріне байланысты

кристалдық тордың түйіндері және табиғаты

Олардың арасындағы байланыстың 4 түрі бар

кристалдық торлар: иондық, атомдық,

молекулалық, металдық.

4.Монокристалдар мен поликристалдардың айырмашылығы неде?

Монокристалл – үздіксіз кристалдық торы бар және қасиеттерінің анизотропиясымен сипатталатын жеке біртекті кристалл.

Поликристал - бұл кез келген заттың ұсақ кристалдарының жиынтығы, олардың пішіні дұрыс емес болғандықтан кейде кристаллиттер немесе кристаллдар деп аталады.

5.Кристалдарды қалай жіктеуге болады?

Кристалдардың түрлері

Идеал және нақты кристалды ажырату керек.

Идеал кристал - бұл толық, өзіне тән симметрия, идеалдандырылған тегіс тегіс жиектері бар математикалық нысан.

Нағыз кристалда әрқашан тордың ішкі құрылымында әртүрлі ақаулар, беттеріндегі бұрмаланулар мен бұзылулар болады және ерекше өсу жағдайларына, қоректену ортасының гетерогенділігіне, зақымданулар мен деформацияларға байланысты көп қырлы симметрия төмендейді. Нағыз кристалдың міндетті түрде кристаллографиялық беттері және дұрыс пішіні болмайды, бірақ ол өзінің негізгі қасиетін – кристалдық тордағы атомдардың дұрыс орналасуын сақтайды.

6.Иондық байланыс дегеніміз не?

Иондық байланыс, электроваленттік байланыс, гетеровалентті байланыс, қарама-қарсы зарядталған иондар арасындағы электростатикалық әсерлесуге негізделген химиялық байланыс түрлерінің бірі.

7.Ковалентті байланыс дегеніміз не?

Коваленттік байланыс – екі атом арасындағы химиялық байланыстың бір түрі, оны ортақ электронды жұп (әр атомнан бір электрон) жүзеге асырады. Қ.с. молекулаларда да (агрегацияның кез келген күйінде), кристалдық торды құрайтын атомдар арасында да болады.

8. Кристалдың қандай түрлері бар. жүйелерді білесіз бе?

Кеңістіктік симметрияға байланысты барлық кристалдық торлар жеті кристалдық жүйеге бөлінеді.

1. триклиникалық жүйе – ең кіші симметрия, бірдей бұрыштар, бірдей ұзындықтағы осьтер жоқ;

2. моноклиникалық жүйе – екі тік бұрыш, бірдей ұзындықтағы осьтер жоқ;

3. ромбтық жүйе – үш тік бұрыш (сондықтан ортогональ), бірдей ұзындықтағы осьтер жоқ;

4. алтыбұрышты жүйе – бір жазықтықта ұзындығы бірдей екі ось 120° бұрышта, үшінші ось тік бұрышта;

5. тетрагональды жүйе – ұзындығы бірдей екі ось, үш тік бұрыш;

6. тригональды жүйе – ұзындығы бірдей үш ось және 90°-қа тең емес үш бірдей бұрыш;

7. кубтық жүйе – симметрияның ең жоғары дәрежесі, тік бұрыштағы бірдей ұзындықтағы үш ось.

Кристалдық денелер және олардың қасиеттері

Қатты денелерде бөлшектер (молекулалар, атомдар және иондар) бір-біріне жақын орналасқаны сонша, олардың арасындағы өзара әсерлесу күштері олардың бір-бірінен ұшып кетуіне мүмкіндік бермейді.

Бұл бөлшектер тек тепе-теңдік күйінің айналасында тербелмелі қозғалыстар жасай алады. Сондықтан қатты денелер пішіні мен көлемін сақтайды.

Молекулалық құрылымына қарай қатты денелер бөлінеді кристалдықЖәне аморфты.

Кристалдық денелердің құрылысы

Кристалды жасуша

Кристаллдық - бұл кеңістікте құрылымды құрайтын, қатаң анықталған геометриялық тәртіпте орналасқан қатты денелер, молекулалар, атомдар немесе иондар. кристалдық тор .

Бұл тәртіп үш өлшемді кеңістікте барлық бағытта периодты түрде қайталанады. Ол ұзақ қашықтықта сақталады және кеңістікте шектелмейді. Ол деп аталады ұзақ жолмен .

Кристалл торларының түрлері

Кристалл торы - бөлшектердің кристалда қалай орналасатынын көрсету үшін қолданылатын математикалық модель. Бұл бөлшектер орналасқан кеңістіктегі нүктелерді түзу сызықтармен ойша байланыстыра отырып, кристалдық торды аламыз.

Осы тордың орындарында орналасқан атомдар арасындағы қашықтық деп аталады тор параметрі .

Түйіндерде қандай бөлшектер орналасқанына байланысты кристалдық торлар болады молекулалық, атомдық, иондық және металлдық.

Кристалдық денелердің балқу температурасы, серпімділігі және беріктігі сияқты қасиеттері кристалдық тордың түріне байланысты.

Температура қатты дененің балқуы басталатын мәнге көтерілгенде, кристалдық тор бұзылады.

Молекулалар көбірек еркіндікке ие болады, ал қатты кристалды зат сұйық сатыға өтеді. Молекулалар арасындағы байланыс неғұрлым күшті болса, балқу температурасы соғұрлым жоғары болады.

Молекулалық тор

Молекулалық торларда молекулалар арасындағы байланыс күшті болмайды. Сондықтан қалыпты жағдайда мұндай заттар сұйық немесе газ тәрізді күйде болады.

Қатты күй олар үшін төмен температурада ғана мүмкін. Олардың балқу температурасы да (қатты күйден сұйыққа өту) төмен. Ал қалыпты жағдайда олар газ күйінде болады.

Мысалы, йод (I2), «құрғақ мұз» (көмірқышқыл газы CO2).

Атомдық тор

Атомдық кристалдық торы бар заттарда атомдар арасындағы байланыс күшті болады.

Сондықтан заттардың өзі өте қатты. Олар жоғары температурада ериді. Кремний, германий, бор, кварц, кейбір металдардың оксидтері және табиғаттағы ең қатты зат — алмаздың кристалдық атомдық торы бар.

Иондық тор

Иондық кристалдық торы бар заттарға сілтілер, көптеген тұздар және типтік металдардың оксидтері жатады.

Иондардың тарту күші өте күшті болғандықтан, бұл заттар өте жоғары температурада ғана балқи алады. Олар отқа төзімді деп аталады. Олардың беріктігі мен қаттылығы жоғары.

Металл гриль

Барлық металдар мен олардың қорытпаларында болатын металл торының түйіндерінде атомдар да, иондар да орналасады.

Осы құрылымның арқасында металдар жақсы иілгіштік пен иілгіштікке, жоғары жылу және электр өткізгіштікке ие.

Көбінесе кристалды пішіні қалыпты көпбұрыш болып табылады.

Мұндай көп қырлылардың беттері мен жиектері белгілі бір зат үшін әрқашан тұрақты болып қалады.

Монокристал деп аталады монокристал . Оның тұрақты геометриялық пішіні, үздіксіз кристалдық торы бар.

Табиғи монокристалдардың мысалдары алмаз, рубин, тас кристалы, тас тұзы, Исландия шпаты, кварц болып табылады. Жасанды жағдайларда монокристалдар ерітінділерді салқындату немесе белгілі бір температураға дейін балқыту арқылы олардан кристалл түріндегі қатты зат оқшауланған кезде кристалдану процесі арқылы алынады.

Баяу кристалдану жылдамдығымен мұндай кристалдардың кесілуі табиғи пішінге ие болады. Осылайша, ерекше өндірістік жағдайларда жартылай өткізгіштердің немесе диэлектриктердің монокристалдары алынады.

Кездейсоқ біріктірілген шағын кристалдар деп аталады поликристалдар . Поликристалдың ең жарқын мысалы - гранит тас. Барлық металдар да поликристалды.

Кристалдық денелердің анизотропиясы

Кристаллдарда бөлшектер әртүрлі тығыздықтағы әртүрлі бағытта орналасады.

Егер атомдарды кристалдық тордың бір бағыты бойынша түзу сызықпен қосатын болсақ, онда олардың арасындағы қашықтық осы бағыттың барлығында бірдей болады. Кез келген басқа бағытта атомдар арасындағы қашықтық та тұрақты, бірақ оның мәні алдыңғы жағдайдағы қашықтықтан өзгеше болуы мүмкін. Бұл әр түрлі бағыттағы атомдар арасында әртүрлі шамадағы әрекеттесу күштерінің әрекет ететінін білдіреді. Сондықтан бұл бағыттардағы заттың физикалық қасиеттері де әр түрлі болады.

Бұл құбылыс деп аталады анизотропия зат қасиеттерінің бағытқа тәуелділігі.

Кристаллдық заттың электр өткізгіштігі, жылу өткізгіштігі, серпімділігі, сыну көрсеткіші және басқа да қасиеттері кристалдағы бағытқа байланысты өзгереді. Электр тогы әртүрлі бағытта әр түрлі өткізіледі, зат әртүрлі қызады, ал жарық сәулелері әртүрлі сындырады.

Поликристалдарда анизотропия құбылысы байқалмайды.

Заттың қасиеттері барлық бағытта бірдей болып қалады.

Қатты денелердің сипаттамасы.

Молекулалар (немесе атомдар) қатаң тәртіппен орналасады. Молекулалар арасындағы қашықтық ≈ молекуланың диаметріне тең. Қатты денелердің атомдары немесе молекулалары белгілі бір тепе-теңдік позицияларының айналасында тербеледі.

Сондықтан қатты денелер тек көлемді ғана емес, сонымен қатар пішінді де сақтайды. Егер тепе-теңдік позицияларының орталықтарын қатты дененің атомымен немесе иондарымен байланыстырсаңыз, кристалдық тор деп аталатын тұрақты кеңістік торын аласыз.

Атомдары немесе молекулалары рет-ретімен орналасып, периодты қайталанатын ішкі құрылымды құрайтын қатты денелер деп аталады. кристалдар. Сондықтан кристалдардың жиектері тегіс болады (ас тұзының дәнінің бір-бірімен тік бұрыш жасайтын тегіс жиектері бар).

Кристалдық денелердің физикалық қасиеттері әртүрлі бағытта бірдей емес, параллель бағытта бірдей.

Кристалдардың анизотропиясы –Бұл физикалық қасиеттердің кристалда таңдалған бағытқа тәуелділігі.

Мысалы, әртүрлі бағыттағы кристалдардың әртүрлі механикалық беріктігі (слюда бөлігі бір бағытта оңай қабыршақтанады, бірақ оны пластиналарға перпендикуляр бағытта бұзу әлдеқайда қиын). Көптеген кристалдар жылу мен электр тогын әртүрлі бағытта әр түрлі өткізеді. Кристалдардың оптикалық қасиеттері де бағытқа байланысты. Мысалы, кварц және турмалин кристалдары оларға түсетін сәулелердің бағытына байланысты жарықты әртүрлі түрде сындырады.

Ас тұзының кристалы бөлінгенде, ол тік бұрыштармен қиылысатын тегіс беттермен шектелген бөліктерге ұсақталады.

Бұл жазықтықтар үлгідегі арнайы бағыттарға перпендикуляр; осы бағыттар бойынша оның күші минималды.

Кристалдардың механикалық, жылулық, электрлік және оптикалық қасиеттерінің анизотропиясы атомдардың, молекулалардың немесе иондардың реттелген орналасуымен олардың арасындағы өзара әрекеттесу күштері мен атом аралық қашықтықтардың әртүрлі бағытта тең емес болуымен түсіндіріледі.

Кристалдық денелер болып бөлінеді монокристалдарЖәне поликристалдар.

Монокристалдар – Бұл монокристалдардың қалыпты геометриялық пішіні бар, ал олардың қасиеттері әртүрлі бағытта (анизотропия) әртүрлі.

Монокристалдар кейде геометриялық дұрыс сыртқы пішінге ие болады, бірақ монокристалдың негізгі ерекшелігі оның бүкіл көлемі бойынша мерзімді қайталанатын ішкі құрылым болып табылады.

Поликристалды дене деп бір-бірімен біріктірілген хаотикалық бағытталған ұсақ кристалдар – кристаллиттер жиынтығын айтады. Шойынның поликристалдық құрылымын, мысалы, сынған үлгіні үлкейткіш әйнекпен қарау арқылы анықтауға болады. Поликристалды дененің әрбір шағын монокристалы анизотропты, бірақ поликристалды дене изотропты.

Поликристалдар –бұл көп мөлшердегі ұсақ балқытылған кристалдардан (металдар, қанттың бір бөлігі) тұратын қатты заттар.

Поликристалдардың ішіндегі барлық бағыттар тең, ал поликристалдардың қасиеттері барлық бағытта бірдей (изотропия).

Аморфтыфизикалық қасиеттері барлық бағытта бірдей денелер деп аталады. Аморфты денелердің мысалдарына қатайтылған шайыр, кәріптас және шыны ыдыстардың бөліктері жатады. Аморфты денелер изотроптыденелер.

Аморфты денелердің физикалық қасиеттерінің изотропиясы оларды құрайтын атомдар мен молекулалардың ретсіз орналасуымен түсіндіріледі. Аморфты денелерде атомдардың орналасу реті қатаң болмайды, бір құрылымдық элементтің барлық бағыттарында қатаң қайталану болмайды.

Кристалдық денелерден айырмашылығы, аморфты денелер үшін арнайы балқу температурасы жоқ.

Аморфты денелердің қасиеттері.Барлық аморфты денелер изотропты, яғни. олардың физикалық қасиеттері барлық бағытта бірдей (шыны, шайыр, пластик және т.б.).

Сыртқы әсерлер кезінде аморфты денелер қатты заттар сияқты серпімділік және сұйық сияқты өтімділік қасиеттерін де көрсетеді (Күшті әсерде шайырдың бір бөлігі бөліктерге бөлінеді, ал шайыр қатты бетінде ұзақ уақыт бойы шайыр бірте-бірте таралады және температура неғұрлым жоғары болса, бұл соғұрлым тезірек болады.).

Тақырып 5.2 Қатты денелердің механикалық қасиеттері. Деформация түрлері. Серпімділік, беріктік, иілгіштік, сынғыштық. Гук заңы. Балқу және кристалдану.

Жердің және планеталардың ішкі құрылысы*

Қатты дененің деформациясысыртқы күштердің әсерінен дененің пішінінің немесе көлемінің өзгеруі деп аталады.

Деформация түрлері.

Серпімді деформациялар– бұл сыртқы күштердің әрекеті (серіппе, резеңке шнур) тоқтағаннан кейін және дене өзінің бастапқы пішінін қалпына келтіргеннен кейін толығымен жойылатын деформациялар.

Пластикалық деформациялар– бұл сыртқы күштердің әрекеті (пластилин, саз, қорғасын) тоқтағаннан кейін жойылмайтын және дене бастапқы пішінін қалпына келтірмейтін деформациялар.

Механикалық кернеусерпімділік күшінің модулінің F дененің көлденең қимасының ауданына қатынасы деп аталады:

;

Гук заңы:шағын деформациялар кезінде кернеу ұзаруға тура пропорционал болады.

Кіші деформациялар үшін Гук заңы орындалады (ОА диаграммасының бөлімі).

1) , Қайда — серпімділік модулі немесе Янг модулі (ол материалдың серпімді деформацияға төзімділігін сипаттайды); — салыстырмалы деформация (салыстырмалы ұзару); бастапқы ұзындық, ∆l – дененің абсолютті ұзаруы.

2) , Қайда — қаттылық коэффициенті.

Кернеу диаграммасы. (күріш.)Созылу деформациясын зерттеу үшін стержень арнайы құрылғылардың көмегімен керілуге ​​ұшырайды, содан кейін үлгінің ұзаруы және онда пайда болатын кернеу өлшенеді. Тәжірибе нәтижелері бойынша кернеудің салыстырмалы ұзаруға тәуелділігінің графигі сызылады, ол созылу диаграммасы деп аталады (сурет).

OA ауданы – пропорционалды деформация; — пропорционалдық шегі (Гук заңы әлі де орындалатын максималды кернеу); егер сіз жүктемені арттырсаңыз, деформация сызықты емес болады, бірақ жүктемені алып тастағаннан кейін дененің пішіні мен өлшемі іс жүзінде қалпына келтіріледі.

(АВ графигі – серпімді деформация); — серпімділік шегі; Жүктеме ұлғайған сайын деформация тез артады және диаграммадағы С нүктесіне сәйкес келетін белгілі бір кернеу мәнінде ұзару жүктемені арттырмай іс жүзінде артады.

Бұл құбылыс деп аталады өтімділікматериал (CD бөлімі). Үлгінің үзілуі кернеу шекті беріктік деп аталатын максималды мәнге жеткеннен кейін пайда болады (үлгі сәтсіздікке дейін сыртқы жүктемені арттырмай созылады).

Қатысты ақпарат:

Сайтта іздеу:

ҚАТТЫ ЗАТТАРДЫҢ ҚҰРЫЛЫМЫ ЖӘНЕ ҚАСИЕТТЕРІ

Теориялық ақпарат

Зат үш агрегаттық күйде болуы мүмкін: газ тәрізді, сұйық және қатты.

Плазманы көбінесе материяның төртінші күйі деп атайды. Зат қасиеттерінің оның агрегаттық күйіне тәуелділігі кестеде көрсетілген. 33.

1-кесте

Әртүрлі агрегаттық күйдегі заттардың қасиеттері

Заттың агрегаттық күйі молекулалар арасында әрекет ететін күштермен, бөлшектер арасындағы қашықтықпен және олардың қозғалыс сипатымен анықталады.

IN қиын күйде бөлшектер бір-біріне қатысты белгілі бір орынды алады.

Заттың сығылғыштығы мен механикалық беріктігі төмен, өйткені молекулаларда қозғалыс еркіндігі жоқ, тек тербеліс бар. Қатты денені құрайтын молекулалар, атомдар немесе иондар деп аталады құрылымдық бірліктер.

Қатты заттар болып бөлінеді аморфты және кристалды
(Кесте

34). Кристалдық заттар қатаң белгіленген температурада балқиды T балқу, аморфты заттардың анық анықталған балқу температурасы болмайды; қыздырған кезде олар жұмсартады (жұмсарту интервалымен сипатталады) және сұйық немесе тұтқыр күйге өтеді (Cурет 2).

кесте 2

Аморфты және кристалды заттардың салыстырмалы сипаттамасы

18. Қыздырғанда заттардың көлемінің өзгеруі? А- кристалдық; б– аморфты

Аморфты заттардың ішкі құрылымы молекулалардың кездейсоқ орналасуымен сипатталады (кесте.

34). Заттың кристалдық күйі кристалды құрайтын бөлшектердің кеңістікте дұрыс орналасуын және түзілуін болжайды. кристалдық (кеңістіктік)торларКристалдық денелердің негізгі ерекшелігі олардың анизотропия– қасиеттерінің ұқсас еместігі (жылу және электр өткізгіштік, механикалық беріктік, еру жылдамдығы және т.б.)

г.) ​​әртүрлі бағытта, ал аморфты денелер - изотропты. Қатты кристалдар– барлық бағытта бірдей құрылымдық элементтің (бірлік ұяшық) қатаң қайталануымен сипатталатын үш өлшемді түзілімдер. Бірлік ұяшығыкристалда шексіз рет қайталанатын параллелепипед түріндегі кристалдың ең кіші көлемін білдіреді. Бірлік ұяшығы осьтер мен бұрыштардың көмегімен анықталады (Cурет 19).

Кристалдық торлардың негізгі параметрлері бар.

Кристалл торының энергиясы Экр., кДж/моль,– бұл газ тәріздес күйдегі және бір-бірінен олардың өзара әрекеттесуін болдырмайтын қашықтықта бөлінген микробөлшектерден (атомдардан, молекулалардан, иондардан) 1 моль кристалдың түзілуі кезінде бөлінетін энергия.

Тор тұрақты d,– химиялық байланыс арқылы қосылған кристалдағы екі бөлшектің центрінің арасындағы ең аз қашықтық.

Үйлестіру нөмірі c.n.

– кеңістіктегі орталық бөлшекті қоршаған, онымен химиялық байланыс арқылы байланысқан бөлшектердің саны.

Кристалл бөлшектері орналасқан нүктелер деп аталады кристалдық тор түйіндері

Кристалл пішіндерінің әртүрлілігіне қарамастан, оларды қатаң және бір мағыналы түрде жіктеуге болады. Кристалл пішіндерін жүйелеуді ресейлік академик енгізді А.В. Гадолин(1867), ол кристалдардың симметриялық ерекшеліктеріне негізделген. Кристалдардың геометриялық пішініне сәйкес келесі жүйелер (жүйелер) мүмкін: текшелік, тетрагональды, орторомбты, моноклиндік, триклиниктік, алтыбұрышты және ромбоэдрлік (Cурет 2).

Күріш. 20. Негізгі кристалдық жүйелер

Бір заттың әртүрлі кристалдық пішіндері болуы мүмкін, олар ішкі құрылымымен, демек, физикалық және химиялық қасиеттерімен ерекшеленеді. Бұл құбылыс деп аталады полиморфизм .

Изоморфизм– табиғаты әртүрлі екі зат бір құрылымның кристалдарын түзеді. Мұндай заттар аралас кристалдар түзе отырып, кристалдық торда бірін-бірі алмастыра алады.

Кристалл торының түйіндерінде орналасқан бөлшектердің түріне және олардың арасындағы байланыстардың түріне байланысты кристалдар төрт түрге бөлінеді: молекулалық, атомдық, иондық және металлдық (Cурет 1).


21. Кристалдардың түрлері

Молекулалардан (полярлы және полюссіз) тұратын кристалдық торлар деп аталады молекулалық . Мұндай кристалдық торлардағы молекулалар бір-бірімен салыстырмалы түрде әлсіз сутегі, молекулааралық және электростатикалық күштер арқылы байланысады. Сондықтан молекулалық торы бар заттардың қаттылығы төмен және балқу температуралары төмен. Олар суда аз ериді, электр тогын өткізбейді, ұшқыштығы жоғары.

Молекулалық торлары бар заттардың мысалы ретінде мұз, қатты көмірқышқыл газы («құрғақ мұз»), қатты галогенсутек, бір- (асыл газдар), екі- (F2, Cl2, Br2, J2, H2, N2, O2) , үш- (O3), төрт- (Р4), сегіз- (S8) атомдық молекулалар.

Көптеген кристалдық органикалық қосылыстардың молекулалық торы да болады.

Түйіндерінде жеке атомдары бар кристалдық торлар деп аталады атомдық (ковалентті) .

Мұндай торлардағы атомдар бір-бірімен күшті коваленттік байланыстар арқылы байланысқан.

Атомдық кристалдық торы бар кристалдың мысалы ретінде көміртектің модификацияларының бірі алмазды келтіруге болады (21-сурет). Бұл кристал көміртек атомдарынан тұрады, олардың әрқайсысы көршілес төрт атоммен (cn = 4) байланысқан.

Атомдық кристалдық торы бар заттардың саны көп.

Олардың барлығының балқу температурасы жоғары, сұйықтарда ерімейді, беріктігі жоғары, қаттылығы жоғары, электр өткізгіштігінің кең диапазоны бар (изоляторлар мен жартылай өткізгіштерден электронды өткізгіштерге дейін). Атомдық кристалдық тор негізгі топшалардың (Si, Ge, B, C) III және IV топтарының элементтеріне тән.

Иондардан тұратын кристалдық торлар деп аталады иондық . Олар иондық байланыстары бар заттардан түзіледі. Иондық кристалдық тордың түзілу мысалына натрий хлоридінің кристалы (Na Cl) (күріш.

21). Иондық кристалдық торы бар заттардың қаттылығы, сынғыштығы жоғары, отқа төзімді және ұшқыштығы төмен. Иондық кристалдардың балқуы иондардың бір-біріне қатысты геометриялық дұрыс бағдарлануының бұзылуына және олардың арасындағы байланыс беріктігінің әлсіреуіне әкеледі. Сондықтан мұндай кристалдардың балқымалары мен ерітінділері электр тогын өткізеді. Иондық кристалдық торлары бар заттар полярлы сұйықтықтарда оңай ериді және диэлектриктер болып табылады.

Иондық кристалдық торлар көптеген тұздарды, оксидтерді және негіздерді құрайды.

Металл атомдары мен иондарынан металл байланыс арқылы қосылған кристалдық тор (21-сурет) деп аталады. металл .

Металл тор, әдетте, өте берік. Бұл металдардың көпшілігіне тән қаттылықты, төмен құбылмалылықты және жоғары балқу және қайнау температураларын түсіндіреді.

Ол сондай-ақ металдардың электр және жылу өткізгіштік, жылтырлық, иілгіштік, пластикалық, мөлдірлік, фотоэффект сияқты сипаттамалық қасиеттерін анықтайды. Таза металдар мен қорытпаларда металдық кристалдық тор болады.

Сұйықтық сияқты, сонымен қатар пішін. Олар негізінен кристалдық күйде болады.
Кристалдар- бұл атомдары немесе молекулалары кеңістікте белгілі, реттелген орындарды алатын қатты денелер. Сондықтан кристалдардың жиектері тегіс болады. Мысалы, кәдімгі ас тұзының дәнінің бір-бірімен тік бұрыш жасайтын жалпақ жиектері бар ( 12.1-сурет).

Мұны тұзды үлкейткіш әйнекпен қарау арқылы көруге болады. Қар ұшқынының пішіні геометриялық тұрғыдан қаншалықты дұрыс! Ол сондай-ақ кристалдық қатты дененің ішкі құрылымының геометриялық дұрыстығын көрсетеді - мұз ( 12.2-сурет).

Кристалдардың анизотропиясы. Дегенмен, дұрыс сыртқы пішін кристалдың реттелген құрылымының жалғыз немесе тіпті ең маңызды салдары емес. Ең бастысы кристалдың физикалық қасиеттерінің кристалда таңдалған бағытқа тәуелділігі.
Ең алдымен, әртүрлі бағыттағы кристалдардың әртүрлі механикалық беріктігі таң қалдырады. Мысалы, слюда бөлігі бір бағытта жұқа пластинкаларға оңай қабыршақтайды ( 12.3-сурет), бірақ оны пластиналарға перпендикуляр бағытта бұзу әлдеқайда қиын.

Графит кристалы да бір бағытта оңай қабыршақтайды. Қарындашпен жазғанда бұл қабаттасу үздіксіз жүреді және қағазда графиттің жұқа қабаттары қалады. Бұл графиттік кристалдық тордың қабатты құрылымға ие болуына байланысты болады. Қабаттар көміртек атомдарынан тұратын параллельді желілер қатарымен түзілген 12.4-сурет). Атомдар дұрыс алтыбұрыштардың төбелерінде орналасқан. Қабаттар арасындағы қашықтық салыстырмалы түрде үлкен - алтыбұрыштың бүйірінің ұзындығынан шамамен 2 есе көп, сондықтан қабаттар арасындағы байланыстар олардың ішіндегі байланыстарға қарағанда күшті емес.

Көптеген кристалдар жылу мен электр тогын әртүрлі бағытта әр түрлі өткізеді. Кристалдардың оптикалық қасиеттері де бағытқа байланысты. Осылайша, кварц кристалы оған түсетін сәулелердің бағытына байланысты жарықты әртүрлі түрде сындырады.
Физикалық қасиеттердің кристалдың ішіндегі бағытқа тәуелділігі деп аталады анизотропия. Барлық кристалдық денелер анизотропты.
Монокристалдар және поликристалдар.Металдардың кристалдық құрылымы бар. Дәл қазір металдар негізінен құрал-саймандар, әртүрлі машиналар мен механизмдер жасау үшін қолданылады.
Егер сіз салыстырмалы түрде үлкен металл бөлігін алсаңыз, онда бір қарағанда оның кристалдық құрылымы бұл бөліктің сыртқы түріне де, оның физикалық қасиеттеріне де көрінбейді. Қалыпты күйіндегі металдар анизотропияны көрсетпейді.
Мұндағы мәселе металл әдетте біріктірілген көптеген ұсақ кристалдардан тұрады. Оларды микроскоппен немесе тіпті үлкейткіш әйнекпен де оңай көруге болады, әсіресе жаңа металл сынықтарында ( 12.5-сурет). Әрбір кристалдың қасиеттері бағытқа байланысты, бірақ кристалдар бір-біріне қатысты кездейсоқ бағытталған. Нәтижесінде жеке кристалдардың көлемінен айтарлықтай үлкен көлемде металдар ішіндегі барлық бағыттар тең, ал металдардың қасиеттері барлық бағытта бірдей болады.

Көп мөлшердегі ұсақ кристалдардан тұратын қатты дене деп аталады поликристалды. Монокристалдар деп аталады монокристалдар.
Үлкен сақтық шараларын қолдана отырып, үлкен металл кристалын - монокристалды өсіруге болады.
Қалыпты жағдайда поликристалды дене басталған көптеген кристалдардың өсуі бір-бірімен жанасып, бір денені құрағанша жалғасады.
Поликристалдарға тек металдар ғана емес. Мысалы, қанттың бір бөлігі де поликристалды құрылымға ие.
Кристалдық қатты заттардың көпшілігі поликристалдар болып табылады, өйткені олар көптеген өзара өскен кристалдардан тұрады. Монокристалдар – монокристалдар дұрыс геометриялық пішінге ие, ал олардың қасиеттері әртүрлі бағытта (анизотропия) әртүрлі.

???
1. Барлық кристалдық денелер анизотропты ма?
2. Ағаш анизотропты. Бұл кристалдық дене ме?
3. Мәтінде айтылмаған монокристалды және поликристалды қатты денелерге мысал келтіріңіз.

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Соцкий, Физика 10 сынып.

Сабақтың мазмұны сабақ жазбаларытірек тірек сабақ презентация жеделдету әдістері интерактивті технологиялар Жаттығу тапсырмалар мен жаттығулар өзін-өзі тексеру практикумдары, тренингтер, кейстер, квесттер үй тапсырмасын талқылау сұрақтары студенттердің риторикалық сұрақтары Иллюстрациялар аудио, бейнеклиптер және мультимедиафотосуреттер, суреттер, графика, кестелер, диаграммалар, юмор, анекдоттар, әзілдер, комикстер, нақыл сөздер, нақыл сөздер, сөзжұмбақ, дәйексөз Қосымшалар рефераттармақалалар қызық бесікке арналған трюктар оқулықтар негізгі және қосымша терминдер сөздігі басқа Оқулықтар мен сабақтарды жетілдіруоқулықтағы қателерді түзетуоқулықтағы үзіндіні, сабақтағы инновация элементтерін жаңарту, ескірген білімді жаңасымен ауыстыру Тек мұғалімдерге арналған тамаша сабақтаржылға күнтізбелік жоспар, әдістемелік ұсыныстар, талқылау бағдарламалары Біріктірілген сабақтар

Осы сабақ бойынша түзетулеріңіз немесе ұсыныстарыңыз болса,

Жақсы жұмысыңызды білім қорына жіберу оңай. Төмендегі пішінді пайдаланыңыз

Білім қорын оқу мен жұмыста пайдаланатын студенттер, аспиранттар, жас ғалымдар сізге шексіз алғысын білдіреді.

http://www.allbest.ru/ сайтында жарияланған.

Кіріспе

1-тарау. Кристалды және аморфты денелер

1.1 Идеал кристалдар

1.2 Монокристалдар және кристалдық агрегаттар

1.3 Поликристалдар

2-тарау. Кристаллдардың симметрия элементтері

3 тарау. Қатты денелердегі ақаулардың түрлері

3.1 Нүктелік ақаулар

3.2 Сызықтық ақаулар

3.3 Беттік ақаулар

3.4 Көлемдік ақаулар

4-тарау. Кристалдарды алу

5 тарау. Кристалдардың қасиеттері

Қорытынды

Библиография

Кіріспе

Кристалл - табиғаттың ең әдемі және жұмбақ туындыларының бірі. Қазіргі уақытта кристаллография ғылымы кристалдардың әртүрлілігін зерттейді. Ол осы әртүрліліктегі бірлік белгілерін ашады, монокристалдардың да, кристалдық агрегаттардың да қасиеттері мен құрылымын зерттейді. Кристаллография – кристалдық заттарды жан-жақты зерттейтін ғылым. Бұл жұмыс сонымен қатар кристалдар мен олардың қасиеттеріне арналған.

Қазіргі уақытта кристалдар ғылым мен техникада кеңінен қолданылады, өйткені олардың ерекше қасиеттері бар. Жартылай өткізгіштер, асқын өткізгіштер, кванттық электроника және тағы басқалар сияқты кристалдарды қолданудың мұндай салалары кристалдардың физикалық қасиеттерінің олардың химиялық құрамы мен құрылымына тәуелділігін терең түсінуді талап етеді.

Қазіргі уақытта кристалдарды жасанды түрде өсіру әдістері белгілі. Кристаллды кәдімгі шыныда өсіруге болады, бұл тек белгілі бір шешімді және өсіп келе жатқан кристалға күтім жасауды қажет етеді.

Табиғатта кристалдардың алуан түрлілігі бар, сонымен қатар кристалдардың әртүрлі формалары бар. Шындығында, барлық кристалдарға қолданылатын анықтама беру мүмкін емес. Мұнда кристалдардың рентгендік талдауының нәтижелері көмек ретінде пайдаланылуы мүмкін. Рентген сәулелері кристалдық дененің ішіндегі атомдарды сезінуге және олардың кеңістіктегі орнын анықтауға мүмкіндік береді. Нәтижесінде, абсолютті барлық кристалдар кристалдық дененің ішінде қатаң тәртіпте орналасқан элементар бөлшектерден құрастырылғаны анықталды.

Барлық кристалдық құрылымдарда кеңістіктік тордың түйіндері сияқты орналасқан атомдардан көптеген бірдей атомдарды ажыратуға болады. Мұндай торды елестету үшін кеңістікті параллель бағытталған және бүкіл беттерге тиіп тұрған көптеген тең параллелепипедтермен ойша толтырайық. Мұндай ғимараттың ең қарапайым мысалы - бірдей кірпіштен қалау. Егер кірпіштің ішіндегі сәйкес нүктелерді, мысалы, олардың орталықтарын немесе шыңдарын таңдасақ, онда біз кеңістіктік тордың үлгісін аламыз. Барлық кристалдық денелер торлы құрылыммен сипатталады.

Кристалдар «деп аталады. Құрамдас бөлшектері (атомдар, иондар, молекулалар) кеңістіктік торлардың түйіндері сияқты қатаң түрде реттелген барлық қатты денелер". Бұл анықтама шындыққа барынша жақын, ол кез келген біртекті кристалдық денелер үшін жарамды: бульдар (беттері, жиектері немесе төбелері шығыңқы кристалдар түрі), түйіршіктер және тегіс бетті фигуралар.

1-тарау.Кристалды және аморфты денелер

Физикалық қасиеттері мен молекулалық құрылысына қарай қатты денелер екі класқа бөлінеді – аморфты және кристалды қатты заттар.

Аморфты денелерге тән қасиет олардың изотропиясы болып табылады, яғни. барлық физикалық қасиеттердің (механикалық, оптикалық және т.б.) бағыттан тәуелсіздігі. Изотропты қатты денелердегі молекулалар мен атомдар ретсіз орналасады, тек бірнеше бөлшектерден тұратын шағын жергілікті топтар құрайды (қысқа диапазондағы тәртіп). Құрылымы бойынша аморфты денелер сұйықтарға өте жақын.

Аморфты денелерге әйнек, әртүрлі шыңдалған шайырлар (янтарь), пластмассалар және т.б. Егер аморфты денені қыздырса, ол бірте-бірте жұмсарады, ал сұйық күйге өту айтарлықтай температуралық диапазонды алады.

Кристалдық денелерде бөлшектер дененің бүкіл көлемінде кеңістіктік мезгіл-мезгіл қайталанатын құрылымдарды құра отырып, қатаң тәртіпте орналасады. Мұндай құрылымдарды көрнекі түрде көрсету үшін кеңістік кристалдық торлар, түйіндерінде берілген заттың атомдарының немесе молекулаларының орталықтары орналасқан.

Әрбір кеңістіктік торда минималды өлшемдегі құрылымдық элементті ажыратуға болады, ол деп аталады. бірлік ұяшық.

Күріш. 1. Кристалл торларының түрлері: 1 - жай текше тор; 2 - бетке бағытталған текше тор; 3 - денеге бағытталған текше тор; 4 - алтыбұрышты тор

Қарапайым текше торда бөлшектер кубтың төбесінде орналасады. Бет центрленген торда бөлшектер текшенің төбелерінде ғана емес, сонымен қатар оның әрбір бетінің орталықтарында да орналасады. Дене центрленген текше торда қосымша бөлшек әрбір текше бірлік ұяшықтың ортасында орналасады.

Кристаллдардағы бөлшектер тығыз орналасқанын есте ұстаған жөн, сондықтан олардың орталықтары арасындағы қашықтық шамамен бөлшектердің өлшеміне тең болады. Кристалл торларының кескінінде тек бөлшектердің орталықтарының орны көрсетілген.

1. 1 Керемет кристалдар

Кристаллдардың дұрыс геометриялық пішіні кристаллография дамуының алғашқы кезеңдерінде де зерттеушілердің назарын аударып, олардың ішкі құрылымы туралы белгілі бір гипотезаларды жасауға негіз болды.

Егер идеалды кристалды қарастырсақ, онда біз ешқандай бұзушылықтарды таппаймыз, барлық бірдей бөлшектер бірдей параллель қатарларда орналасқан. Егер бір жазықтықта жатпайтын үш элементар аударманы ерікті нүктеге қолдансақ және оны кеңістікте шексіз қайталасақ, біз кеңістік торын аламыз, т.б. эквивалентті түйіндердің үш өлшемді жүйесі. Осылайша, идеалды кристалда материалдық бөлшектердің орналасуы қатаң үш өлшемді периодтылықпен сипатталады. Кристаллдардың геометриялық дұрыс ішкі құрылымымен байланысты өрнектер туралы нақты түсінік алу үшін кристаллографиядағы зертханалық сабақтарда әдетте тегіс беттері мен тік жиектері бар дөңес көп қырлы түріндегі идеалды қалыптасқан кристалдардың үлгілерін пайдаланады. Шын мәнінде, шынайы кристалдардың беттері мінсіз тегіс емес, өйткені олар өскен сайын түйнектермен, кедір-бұдырлармен, ойықтармен, өсу шұңқырларымен, вициналдармен (мінсіз күйінен толық немесе ішінара ауытқыған беттер), өсу немесе еру спиральдарымен жабылады. т.б.

Керемет Кристалл- бұл физикалық модель, ол құрамында қоспалар немесе құрылымдық ақаулар жоқ шексіз монокристалл. Нақты кристалдар мен идеалды кристалдардың айырмашылығы олардың өлшемдерінің шектілігіне және ақауларының болуына байланысты. Нақты кристалдарда кейбір ақаулардың (мысалы, қоспалар, кристаларалық шекаралар) болуын өсірудің, күйдірудің немесе тазартудың арнайы әдістерін қолдану арқылы толығымен дерлік болдырмауға болады. Бірақ T>0K температурада кристалдар әрқашанда (термикалық белсендірілген) бос орындар мен интерстициалды атомдардың соңғы концентрациясына ие болады, олардың тепе-теңдіктегі саны температураның төмендеуімен экспоненциалды түрде азаяды.

Кристалдық заттар монокристалдар немесе поликристалды үлгілер түрінде болуы мүмкін.

Монокристалл - бұл қалыпты құрылым заттың барлық көлемін жабатын қатты дене. Монокристалдар табиғатта кездеседі (кварц, алмаз, изумруд) немесе жасанды түрде өндіріледі (рубин).

Поликристалды үлгілер бір-бірімен белгілі бір әрекеттесу күштерімен байланыса алатын, әртүрлі мөлшердегі ұсақ, кездейсоқ бағытталған, кристалдардың үлкен санынан тұрады.

1. 2 Монокристалдықорытпалар және кристалдық агрегаттар

Монокристалл- үздіксіз кристалдық торы бар және кейде физикалық қасиеттерінің анизотропиясы бар жеке біртекті кристал. Монокристалдың сыртқы пішіні оның атомдық кристалдық торымен және кристалдану жағдайларымен (негізінен жылдамдығы мен біркелкілігі) анықталады. Баяу өскен монокристал әрқашан дерлік нақты анықталған табиғи кесінді алады; кристалданудың тепе-теңсіз жағдайында (орташа өсу жылдамдығы) кесу әлсіз көрінеді. Кристалданудың одан да жоғары жылдамдығында бір кристалдың орнына көптеген әртүрлі бағытталған ұсақ монокристалдардан тұратын біртекті поликристалдар мен поликристалды агрегаттар түзіледі. Фастикалық табиғи монокристалдардың мысалдарына кварцтың монокристалдары, тас тұзы, Исландия шпаты, алмаз және топаз жатады. Ерекше жағдайда өсірілген жартылай өткізгішті және диэлектрлік материалдардың монокристалдарының өндірістік маңызы зор. Атап айтқанда, кремнийдің монокристалдары және периодтық жүйенің V (бесінші) тобының элементтері бар III (үшінші) топ элементтерінің жасанды қорытпалары (мысалы, GaAs галлий арсениді) қазіргі заманғы қатты дене электроникасының негізі болып табылады. Металдар мен олардың қорытпаларының монокристалдары ерекше қасиеттерге ие емес және іс жүзінде қолданылмайды. Аса таза заттардың монокристалдары дайындау әдісіне қарамастан бірдей қасиеттерге ие. Кристалдану балқу нүктесіне жақын жерде (конденсация) газ тәрізді (мысалы, аяз және қар түйіршіктері), сұйық (көбінесе) және қатты аморфты күйлерден жылу бөлінуімен жүреді. Газдан немесе сұйықтықтан кристалданудың күшті тазарту механизмі бар: баяу өсетін монокристалдардың химиялық құрамы өте қолайлы дерлік. Барлық дерлік ластаушы заттар сұйықтықта немесе газда қалады (жинақталады). Бұл кристалдық тор өскен сайын қажетті атомдардың (молекулярлық кристалдарға арналған молекулалар) өздігінен таңдалуы олардың химиялық қасиеттеріне (валенттілігіне) ғана емес, сонымен бірге өлшеміне қарай да орын алатындықтан болады.

Қазіргі заманғы технология табиғи кристалдардың шектеулі қасиеттерін (әсіресе жартылай өткізгішті лазерлерді жасау үшін) жетіспейді және ғалымдар ұқсас кристалдары бар кристалдардың ауыспалы ультра жұқа қабаттарын өсіру арқылы аралық қасиеттері бар кристалл тәрізді заттарды жасау әдісін ойлап тапты. тор параметрлері.

Агрегацияның басқа күйлерінен айырмашылығы, кристалдық күй әртүрлі. Бірдей құрамдағы молекулаларды әртүрлі тәсілдермен кристалдарға салуға болады. Заттың физикалық және химиялық қасиеттері орау әдісіне байланысты. Осылайша, бірдей химиялық құрамы бар заттар көбінесе шын мәнінде әртүрлі физикалық қасиеттерге ие болады. Мұндай әртүрлілік сұйық күйге тән емес, ал газ тәрізді күй үшін мүмкін емес.

Мысалы, кәдімгі ас тұзын алсақ, микроскопсыз да жеке кристалдарды оңай көруге болады.

Егер біз біртұтас, бөлек кристалмен айналысатынымызды атап өткіміз келсе, онда біз оны атаймыз монокристалды,көптеген кристалдардың жинақталуы туралы айтып отырғанымызды атап өту үшін бұл термин қолданылады кристалдық агрегат. Егер кристалдық агрегаттағы жеке кристалдар дерлік қырлы болмаса, бұл заттың көптеген нүктелерінде кристалданудың бір уақытта басталуымен және оның жылдамдығының айтарлықтай жоғары болуымен түсіндіріледі. Өсіп келе жатқан кристалдар бір-біріне кедергі болып табылады және олардың әрқайсысының дұрыс кесілуіне жол бермейді.

Бұл жұмыста біз негізінен монокристалдар туралы айтатын боламыз және олар кристалдық агрегаттардың құрамдас бөлігі болғандықтан, олардың қасиеттері агрегаттардың қасиеттеріне ұқсас болады.

1. 3 Поликристалдар

Поликристал- пішіні дұрыс емес болғандықтан кейде кристаллиттер немесе кристалдық түйіршіктер деп аталатын кез келген заттың ұсақ кристалдарының жиынтығы. Табиғи және жасанды шыққан көптеген материалдар (минералдар, металдар, қорытпалар, керамика және т.б.) поликристалды болып табылады.

Қасиеттер және алу. Поликристалдардың қасиеттері оны құрайтын кристалдық түйіршіктердің қасиеттерімен, олардың 1-2 микроннан бірнеше миллиметрге дейін (кейбір жағдайларда бірнеше метрге дейін) болатын орташа өлшемдерімен, дәндердің кристаллографиялық бағытымен және астық шекараларының құрылымы. Егер түйіршіктер кездейсоқ бағытталған болса және олардың өлшемдері поликристалдың өлшемімен салыстырғанда шағын болса, онда монокристалдарға тән физикалық қасиеттердің анизотропиясы поликристалда пайда болмайды. Егер поликристалда дәндердің кристаллографиялық бағыты басым болса, онда поликристал текстуралы және бұл жағдайда қасиеттердің анизотропиясы болады. Түйіршік шекараларының болуы поликристалдардың физикалық, әсіресе механикалық қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді, өйткені шекараларда өткізгіш электрондардың, фонондардың шашырауы, дислокациялардың тежелуі және т.б.

Поликристалдар кристалдану, полиморфтық түрлендірулер кезінде және кристалдық ұнтақтарды агломерациялау нәтижесінде түзіледі. Поликристал монокристалға қарағанда тұрақты емес, сондықтан поликристалды ұзақ жасыту кезінде қайта кристалдану жүреді (басқалардың есебінен жеке дәндердің басым өсуі), бұл үлкен кристалды блоктардың пайда болуына әкеледі.

2-тарау. Кристаллдық симметрия элементтері

Симметрия және асимметрия ұғымдары ғылымда ерте заманнан бері қатаң ғылыми анықтамалардан гөрі эстетикалық критерий ретінде пайда болды. Симметрия идеясы пайда болғанға дейін математика, физика және жалпы жаратылыстану бір-бірінен үмітсіз оқшауланған және тіпті қайшы келетін идеялардың, теориялардың және заңдардың жекелеген аралдарына ұқсайтын. Симметрия ғылыми білімнің әртүрлі фрагменттері әлемнің біртұтас, тұтас бейнесіне біріктірілген синтез дәуірін сипаттайды және белгілейді. Бұл процестің негізгі тенденцияларының бірі – ғылыми білімді математикаландыру.

Симметрия әдетте жүйелер, теориялар, заңдар мен ұғымдар арасындағы ішкі байланыстарды орнататын ғылыми білімнің іргелі бейнесі ретінде ғана қарастырылып қана қоймайды, сонымен қатар оны кеңістік пен уақыт, қозғалыс сияқты іргелі атрибуттарға жатқызады. Бұл мағынада симметрия материалдық дүниенің құрылымын және оның барлық құрамдас бөліктерін анықтайды. Симметрияның көп қырлы және көп деңгейлі сипаты бар. Мысалы, физикалық білім жүйесінде симметрия құбылыстар деңгейінде, осы құбылыстарды сипаттайтын заңдар және осы заңдардың негізінде жатқан принциптер, ал математикада геометриялық объектілерді сипаттау кезінде қарастырылады. Симметрияны келесідей жіктеуге болады:

· құрылымдық;

· геометриялық;

· динамикалық, сипаттайтын, сәйкесінше, кристаллографиялық,

бұл ұғымның математикалық және физикалық аспектілері.

Ең қарапайым симметриялар біздің қарапайым үш өлшемді кеңістікте геометриялық түрде ұсынылуы мүмкін және сондықтан көрнекі болып табылады. Мұндай симметриялар қарастырылып отырған денені өзімен сәйкестендіруге әкелетін геометриялық операциялармен байланысты. Олар симметрия белгілі бір операцияға қатысты дененің немесе жүйенің өзгермейтіндігінде (инварианттылығында) көрінеді дейді. Мысалы, шар (бетінде ешқандай таңба жоқ) кез келген айналу кезінде инвариантты болады. Бұл оның симметриясын көрсетеді. Белгісі бар шар, мысалы, нүкте түрінде, айналдырылған кезде ғана өзімен сәйкес келеді, содан кейін ондағы белгі бастапқы орнына оралады. Біздің үш өлшемді кеңістігіміз изотропты. Бұл таңбасыз шар сияқты кез келген айналымда өзімен сәйкес келетінін білдіреді. Кеңістік материямен тығыз байланысты. Сондықтан біздің Әлем де изотропты. Кеңістік те біркелкі. Бұл оның (және біздің Әлемнің) ауысу операциясына қатысты симметрияға ие екенін білдіреді. Уақыт бірдей симметрияға ие.

Қарапайым (геометриялық) симметриялардан басқа, өте күрделі, динамикалық деп аталатын симметриялар физикада кеңінен кездеседі, яғни кеңістік пен уақытпен емес, белгілі бір әрекеттесу түрімен байланысты симметриялар. Олар көрнекі емес, тіпті олардың ең қарапайымы, мысалы, деп аталатындар өлшеуіш симметриялар, өте күрделі физикалық теорияны қолданбай түсіндіру қиын. Кейбір сақталу заңдары физикадағы өлшемдік симметрияларға да сәйкес келеді. Мысалы, электромагниттік потенциалдардың калибрлі симметриясы электр зарядының сақталу заңына әкеледі.

Қоғамдық тәжірибе барысында адамзат қатаң тәртіпті де, бүтіннің бөліктері арасындағы тепе-теңдікті де, осы тәртіптің бұзылуын да көрсететін көптеген фактілерді жинақтады. Осыған байланысты симметрияның келесі бес категориясын бөлуге болады:

· симметрия;

· асимметрия;

· диссиметрия;

· антисимметрия;

· суперсимметрия.

Асимметрия . Асимметрия - асимметрия, яғни. симметрия жоқ күй. Бірақ Кант сонымен қатар теріске шығару ешқашан қарапайым ерекшелік немесе сәйкес позитивті мазмұнның болмауы екенін айтты. Мысалы, қозғалыс – оның бұрынғы күйін жоққа шығару, заттың өзгеруі. Қозғалыс демалуды жоққа шығарады, бірақ тыныштық қозғалыстың болмауы емес, өйткені ақпарат өте аз және бұл ақпарат қате. Қозғалыс болмаған сияқты, тыныштық жоқ, өйткені бұл бір мәннің екі жағы. Демалыс – қозғалыстың тағы бір аспектісі.

Сондай-ақ симметрияның толық болмауы да жоқ. Симметрия элементі жоқ фигураны асимметриялы деп атайды. Бірақ, қатаң айтқанда, бұл олай емес. Асимметриялық фигуралар жағдайында симметрияның бұзылуы жай ғана аяқталады, бірақ симметрияның толық болмауына емес, өйткені бұл фигуралар әлі де симметрия элементтері болып табылатын бірінші ретті осьтердің шексіз санымен сипатталады.

Асимметрия затта симметрияның барлық элементтерінің болмауымен байланысты. Мұндай элемент бөліктерге бөлінбейді. Мысал ретінде адам қолын келтіруге болады. Асимметрия – симметрияға қарама-қарсы категория, ол объективті әлемде бүтін бөліктерінің өзгеруімен, дамуымен және қайта құрылуымен байланысты теңгерімсіздіктерді көрсетеді. Қозғалыс пен тыныштық бірлігін білдіретін қозғалыс туралы айтатынымыз сияқты, симметрия мен асимметрия да объективті әлемнің екі полярлық қарама-қарсылығы болып табылады. Шынайы табиғатта таза симметрия мен асимметрия болмайды. Олар әрқашан бірлікте, үздіксіз күресте.

Материя дамуының әртүрлі деңгейлерінде не симметрия (салыстырмалы тәртіп) немесе ассиметрия (бейбітшілікті, қозғалысты, дамуды бұзу тенденциясы) болады, бірақ бұл екі тенденция әрқашан біртұтас және олардың күресі абсолютті сипатта болады. Шынайы, тіпті ең мінсіз кристалдар да құрылымында кристаллографияда қарастырылатын идеалды пішін мен идеалды симметрия кристалдарынан алыс. Олар идеалды симметриядан айтарлықтай ауытқуларды қамтиды. Сондай-ақ оларда асимметрия элементтері бар: олардың физикалық қасиеттеріне әсер ететін дислокациялар, бос орындар.

Симметрия мен асимметрияның анықтамалары симметрия мен ассиметрияның материалдық дүниенің қасиеттері ретіндегі әмбебап, жалпы сипатын көрсетеді. Физика мен математикадағы симметрия түсінігін талдау (сирек ерекшеліктерді қоспағанда) симметрияны абсолютизациялауға және симметрия мен тәртіптің жоқтығы ретінде асимметрияны түсіндіруге бейім. Симметрияның антиподы таза теріс ұғым ретінде көрінеді, бірақ назар аударуға тұрарлық. Асимметрияға айтарлықтай қызығушылық 19 ғасырдың ортасында Л.Пастердің стереоизомерлерді зерттеу және бөлу тәжірибесіне байланысты пайда болды.

Диссиметрия . Диссиметрия ішкі, немесе ренжіген, симметрия, яғни. нысанда симметрияның кейбір элементтері жоқ. Мысалы, жер меридиандары бойымен ағып жатқан өзендердің бір жағалауы екіншісінен жоғары болады (Солтүстік жарты шарда оң жағалау солға қарағанда жоғары, ал оңтүстік жарты шарда керісінше). Пастердің пікірінше, симметриялы емес фигура – ​​қарапайым суперпозиция арқылы айнадағы кескінімен біріктірілмейтін фигура. Дисмметриялық объектінің симметрия мөлшері ерікті түрде жоғары болуы мүмкін. Диссиметрияны оның түсінігінің кең мағынасында шексіз симметриялы объектіден шексіз асимметриялық объектіге жақындаудың кез келген түрі ретінде анықтауға болады.

Антисиметрия . Антисиметрия қарама-қарсы симметрия немесе қарама-қарсы симметрия деп аталады. Ол фигураның таңбасының өзгеруімен байланысты: бөлшектер – антибөлшек, дөңес – ойыс, қара – ақ, тартылу – қысу, алға – артқа және т.б. Бұл ұғымды екі жұп қара және ақ қолғаптың мысалымен түсіндіруге болады. Егер былғарыдан екі жұп қара және ақ қолғап тігілсе, оның екі жағы сәйкесінше ақ және қара боялған болса, онда оларды оңшылдық - солшылдық, түсі бойынша - қара және ақтығы бойынша ажыратуға болады. басқаша айтқанда, белгі информатизмі және басқа белгі негізінде. Антисиметрия операциясы фигураның екінші атрибутының өзгеруімен жүретін қарапайым симметрия операцияларынан тұрады.

Суперсимметрия 20 ғасырдың соңғы онжылдықтарында ресейлік теоретиктер Гельфанд пен Лихтман ұсынған суперсимметрия моделі дами бастады. Қарапайым тілмен айтқанда, олардың идеясы кеңістік пен уақыттың қарапайым өлшемдері бар сияқты, Грасман сандары деп аталатындарда өлшенетін қосымша өлшемдер болуы керек. С.Хокинг айтқандай, тіпті фантаст-жазушылар да Грасман өлшемдері сияқты оғаш нәрсені ойлаған жоқ. Біздің қарапайым арифметикада 6-ға көбейтілген 4 саны 6-ны 4-ке көбейтумен бірдей болса. Бірақ Грасман сандарындағы бір қызық нәрсе, егер Х-ты У-ға көбейтсе, онда ол минус У-ға X-ке көбейтілгенге тең болады. Бұл біздің табиғат туралы және оны сипаттау әдістері туралы классикалық идеяларымыздан қаншалықты алыс?

Симметрияны қозғалыс формаларымен немесе симметрия операциялары деп аталатын әрекеттермен де қарастыруға болады. Келесі симметриялық операцияларды ажыратуға болады:

· симметрия жазықтығындағы шағылысу (айнадағы шағылысу);

симметрия осінің айналасында айналу ( айналу симметриясы);

· симметрия центріндегі шағылысу (инверсия);

аудару ( тарату) қашықтықтағы фигуралар;

· бұрандалы бұрылыстар;

· ауыстыру симметриясы.

Симметрия жазықтығындағы шағылысу . Рефлексия - табиғатта симметрияның ең танымал және жиі кездесетін түрі. Айна дәл «көретінін» шығарады, бірақ қарастырылатын тәртіп керісінше: сіздің қос қолыңыздың оң қолы шын мәнінде оның сол қолы болады, өйткені саусақтар кері тәртіпте орналасқан. Барлық кейіпкерлердің аты-жөні кері ретпен оқылатын «Қисық айналар патшалығы» фильмін бәрі бала кезінен жақсы білетін шығар. Айна симметриясын барлық жерде табуға болады: өсімдіктердің жапырақтары мен гүлдерінде, архитектурада, ою-өрнектерде. Адам денесі, егер оның сыртқы түрі туралы айтатын болсақ, өте қатаң болмаса да, айна симметриясы бар. Оның үстіне айна симметриясы барлық дерлік тірі жаратылыстардың денесіне тән және мұндай сәйкестік кездейсоқ емес. Айна симметриясы тұжырымдамасының маңыздылығын асыра бағалау мүмкін емес.

Айна тәрізді екі жартыға бөлуге болатын кез келген нәрсе айна симметриясына ие. Жартылардың әрқайсысы екіншісінің айнадағы бейнесі ретінде қызмет етеді және оларды бөлетін жазықтық айнадағы шағылу жазықтығы немесе жай айна жазықтығы деп аталады. Бұл жазықтықты симметрия элементі, ал сәйкес операцияны симметрия операциясы деп атауға болады. . Біз күн сайын үш өлшемді симметриялы үлгілерді кездестіреміз: бұл көптеген заманауи тұрғын үйлер, кейде қоймаларда үйілген тұтас блоктар, жәшіктер мен жәшіктер; кристалдық күйдегі заттың атомдары кристалдық торды құрайды - үш өлшемді элемент. симметрия. Барлық осы жағдайларда дұрыс орналасу кеңістікті үнемді пайдалануға мүмкіндік береді және тұрақтылықты қамтамасыз етеді.

Әдебиеттегі айна симметриясының тамаша мысалы - «өзгеретін» фраза: «Ал раушан Азордың табанына түсті». . Бұл жолда айна симметриясының орталығы «n» әрпі болып табылады, оған қатысты барлық басқа әріптер (сөздер арасындағы бос орындарды есепке алмағанда) өзара қарама-қарсы тәртіпте орналасқан.

Айналмалы симметрия . Үлгі өз осінің айналасында белгілі бір бұрышқа бұрылса, оның сыртқы түрі өзгермейді. Бұл жағдайда пайда болатын симметрия айналмалы симметрия деп аталады . Мысал ретінде айналмалы симметриялы балалар ойыны «пинвель» болып табылады. Көптеген билерде фигуралар айналмалы қозғалыстарға негізделген, көбінесе тек бір бағытта орындалады (яғни рефлексиясыз), мысалы, дөңгелек билер.

Көптеген өсімдіктердің жапырақтары мен гүлдері радиалды симметрияны көрсетеді. Бұл симметрия осінен айналатын жапырақ немесе гүл өзіне айналатын симметрия. Өсімдіктің тамырын немесе сабағын құрайтын ұлпалардың көлденең қималарында радиалды симметрия айқын көрінеді. Көптеген гүлдердің гүлшоғырлары да радиалды симметрияға ие.

Симметрия орталығындағы рефлексия . Бұл симметрия операциясын сипаттайтын ең жоғары симметриялы объектінің мысалы - шар. Табиғатта шар тәріздес формалар өте кең таралған. Олар атмосферада (тұман тамшылары, бұлттар), гидросферада (әртүрлі микроорганизмдер), литосферада және ғарышта жиі кездеседі. Өсімдіктердің споралары мен тозаңдары, ғарыш кемесіне салмақсыздық күйінде бөлінетін су тамшылары шар тәрізді болады. Метагалактикалық деңгейде ең үлкен сфералық құрылымдар сфералық галактикалар болып табылады. Галактика шоғыры неғұрлым тығыз болса, соғұрлым ол сфералық пішінге жақын болады. Жұлдыз шоғырлары да шар тәрізді.

Аудару немесе фигураны қашықтыққа ауыстыру . Аударма немесе фигураны қашықтыққа параллель тасымалдау - кез келген шексіз қайталанатын үлгі. Ол бір өлшемді, екі өлшемді, үш өлшемді болуы мүмкін. Бірдей немесе қарама-қарсы бағыттағы аударма бір өлшемді үлгіні құрайды. Екі параллель емес бағыттағы аударма екі өлшемді үлгіні құрайды. Паркет едендері, тұсқағаздар үлгілері, шілтер таспалары, кірпішпен немесе плиткамен төселген жолдар, кристалды фигуралар табиғи шекаралары жоқ үлгілерді құрайды. Кітап басып шығаруда қолданылатын өрнектерді зерттегенде плиткалы едендерді жобалаудағыдай симметрия элементтері табылды. Ою-өрнек шекаралары музыкамен байланысты. Музыкада симметриялық құрылыс элементтеріне қайталау (аудару) және кері қайтару (рефлексия) операциялары жатады. Дәл осы симметрия элементтері шекараларда кездеседі. Музыканың көпшілігі қатаң симметриялы болмаса да, көптеген музыкалық шығармалар симметрия операцияларына негізделген. Олар әсіресе балалар әндерінде байқалады, шамасы, есте сақтау өте оңай. Симметрия операциялары орта ғасырлар мен Қайта өрлеу дәуірінің музыкасында, барокко дәуірінің музыкасында (көбінесе өте күрделі формада) кездеседі. И.С. Бах симметрия композицияның маңызды принципі болған кезде, музыкалық басқатырғыштар ойыны кең тарады. Соның бірі жұмбақ «канондарды» шешу болатын. Канон – бір дауысты басқа дауыспен басқаратын тақырыпты орындауға негізделген полифониялық музыка түрі. Композитор тақырыпты ұсынып, тыңдаушылар тақырыпты қайталау кезінде пайдаланғысы келетін симметрия операцияларын болжауы керек еді.

Табиғат қарама-қарсы типтегі басқатырғыштарды қояды: бізге аяқталған канон ұсынылады және біз бар үлгілер мен симметрияның негізінде жатқан ережелер мен мотивтерді табуымыз керек, ал керісінше әртүрлі ережелерге сәйкес мотивті қайталау кезінде пайда болатын үлгілерді іздеу керек. Бірінші тәсіл материяның, өнердің, музыканың, ойлаудың құрылымын зерттеуге әкеледі. Екінші көзқарас бізді ерте заманнан суретшілерді, сәулетшілерді, музыканттарды және ғалымдарды толғандырған дизайн немесе жоспар мәселесімен кездестіреді.

Бұрандалы бұрылыстар . Аударуды рефлексиямен немесе айналдырумен біріктіруге болады, бұл жаңа симметрия операцияларын жасайды. Айналу осі бойымен қашықтыққа аударумен бірге белгілі бір дәрежелі айналу бұрандалы симметрияны - спиральды баспалдақтың симметриясын тудырады. Көптеген өсімдіктердің сабағында жапырақтардың орналасуы бұрандалы симметрияға мысал бола алады. Күнбағыстың басында ортасынан сыртқа қарай ашылатын, геометриялық спираль түрінде орналасқан өркендері бар. Спиральдың ең жас мүшелері орталықта орналасқан. Мұндай жүйелерде қарама-қарсы бағытта ашылатын және түзу сызықтарға жақын бұрыштарда қиылысатын спиральдардың екі тобын байқауға болады. Бірақ өсімдік әлеміндегі симметрияның көріністері қаншалықты қызықты және тартымды болса да, даму процестерін басқаратын көптеген құпиялар бар. Табиғаттың спиральға бейімділігі туралы айтқан Гетеден кейін бұл қозғалыс логарифмдік спираль бойымен, әр жолы орталық, қозғалмайтын нүктеден басталып, трансляциялық қозғалысты (созылуды) айналумен біріктіреді деп болжауға болады.

Коммутация симметриясы . Физикалық симметриялар санының одан әрі кеңеюі кванттық механиканың дамуымен байланысты. Микроәлемдегі симметрияның ерекше түрлерінің бірі – ауыстыру симметриясы. Ол нақты траекториялар бойымен қозғалмайтын бірдей микробөлшектердің түбегейлі ажыратылмауына негізделген және олардың орны толқындық функция модулінің квадратымен байланысты ықтималдық сипаттамалары бойынша бағаланады. Коммутация симметриясы кванттық бөлшектерді «қайта ретке келтіру» кезінде ықтималдық сипаттамаларының өзгермейтіндігінде жатыр, толқындық функцияның квадраттық модулі тұрақты мән болып табылады.

Ұқсастық симметриясы . Симметрияның тағы бір түрі - фигураның ұқсас бөліктерінің және олардың арасындағы қашықтықтардың бір уақытта ұлғаюы немесе азаюымен байланысты ұқсастық симметриясы. Мұндай симметрияның мысалы матрешка қуыршақ болып табылады. Мұндай симметрия тірі табиғатта өте кең таралған. Оны барлық өсіп келе жатқан организмдер көрсетеді.

Қазіргі физикада симметрия мәселелері шешуші рөл атқарады. Табиғаттың динамикалық заңдары симметрияның белгілі бір түрлерімен сипатталады. Жалпы мағынада физикалық заңдардың симметриясы олардың белгілі бір түрлендірулерге қатысты өзгермейтіндігін білдіреді. Сондай-ақ қарастырылатын симметрия түрлерінің белгілі бір қолдану шегі бар екенін атап өткен жөн. Мысалы, оң және сол жақтың симметриясы күшті электромагниттік әсерлесу аймағында ғана бар, бірақ әлсіздерінде бұзылады. Изотоптық инварианттылық электромагниттік күштерді есепке алғанда ғана жарамды. Симметрия тұжырымдамасын қолдану үшін төрт факторды ескеретін белгілі бір құрылымды енгізуге болады:

· зерттелетін объект немесе құбылыс;

· қатысты симметрия қарастырылатын түрлендіру;

· Қарастырылып отырған симметрияны білдіретін заттың немесе құбылыстың кез келген қасиеттерінің өзгермейтіндігі. Физикалық заңдар мен сақталу заңдарының симметриясының байланысы;

· әртүрлі симметрия түрлерінің қолданылу шегі.

Физикалық жүйелердің немесе заңдардың симметриялық қасиеттерін зерттеу арнайы математикалық талдауды, ең алдымен, қазіргі кезде қатты дене физикасы мен кристаллографияда барынша дамыған топ теориясының концепцияларын қолдануды талап етеді.

3-тарау. Қатты денелердегі ақаулардың түрлері

Барлық нақты қатты денелерде, монокристалды да, поликристалды да құрылымдық ақаулар деп аталатындар, түрлері, концентрациясы және мінез-құлқы өте әртүрлі және табиғатқа, материалдарды алу жағдайларына және сыртқы әсерлердің сипатына байланысты. Сыртқы әсерлерден туындаған ақаулардың көпшілігі термодинамикалық тұрақсыз және бұл жағдайда жүйенің күйі қоздырылған (тепе-теңдік жоқ). Мұндай сыртқы әсерлер температура, қысым, бөлшектермен және жоғары энергиялық кванттармен сәулелену, қоспалардың енуі, полиморфты және басқа түрлендірулер кезінде фазалық қатаю, механикалық әсерлер және т.б. болуы мүмкін. Тепе-теңдік күйге өту әртүрлі жолдармен жүруі мүмкін және, әдетте метастабилді күйлер қатары арқылы жүзеге асады.

Бір типті ақаулар сол немесе басқа түрдегі ақаулармен әрекеттесе отырып, ақаулардың жаңа ассоциацияларын жоюы немесе құруы мүмкін. Бұл процестер жүйенің энергиясының төмендеуімен бірге жүреді.

Берілген ақаудан туындаған кристалдық тордағы атомдардың периодтық орналасуының бұзылуы таралатын N бағыттарының санына байланысты ақаулар бөлінеді:

· Нүкте (нөл өлшемді, N=0);

· Сызықтық (бір өлшемді, N=1);

· Беттік (екі өлшемді, N=2);

· Көлем (үш өлшемді, N=3);

Енді біз әрбір ақауды егжей-тегжейлі қарастырамыз.

3.1 Нүктелік ақаулар

Нөлдік өлшемге (немесе нүкте) кристалдық ақауларға атомдардың шағын тобының орын ауыстыруымен немесе орын ауыстыруымен, сондай-ақ қоспалармен байланысты барлық ақаулар жатады. Олар қыздыру, допинг кезінде, кристалдардың өсуі кезінде және радиациялық әсердің нәтижесінде пайда болады. Олар имплантация нәтижесінде де енгізілуі мүмкін. Мұндай ақаулардың қасиеттері мен олардың пайда болу механизмдері ең жақсы зерттелген, соның ішінде қозғалыс, өзара әрекеттесу, аннигиляция және булану.

· Вакансия – бос, бос атом, кристалдық тордың түйіні.

· Дұрыс интерстициалды атом – бірлік ұяшықтың интерстициалды орнында орналасқан негізгі элемент атомы.

· Қоспа атомын алмастыру – кристалдық тордың түйінінде бір типті атомды басқа түрдегі атоммен ауыстыру. Ауыстыру позицияларында негізгі атомдардан өлшемдері мен электрондық қасиеттері салыстырмалы түрде аз айырмашылығы бар атомдар болуы мүмкін.

· Интерстициалды қоспа атомы – қоспа атомы кристалдық тордың аралықтарында орналасады. Металдарда интерстициалды қоспалар әдетте сутегі, көміртегі, азот және оттегі болып табылады. Жартылай өткізгіштерде бұл кремнийдегі мыс және алтын сияқты жолақ аралықта терең энергия деңгейлерін жасайтын қоспалар.

Кристалдарда да бірнеше нүктелік ақаулардан тұратын комплекстер жиі байқалады, мысалы, Френкель ақауы (бос орын + меншікті интерстициалды атом), бивакансия (вакансия + вакансия), А-орталық (бос орын + кремний мен германийдегі оттегі атомы) т.б.

Нүктелік ақаулардың термодинамикасы.Нүктелік ақаулар кристалдың энергиясын арттырады, өйткені әрбір ақауды қалыптастыру үшін белгілі бір энергия мөлшері жұмсалды. Серпімді деформация бос орын пайда болу энергиясының өте аз бөлігін тудырады, өйткені иондардың орын ауыстыруы 1% аспайды және сәйкес деформация энергиясы эВ оннан бір бөлігін құрайды. Интерстициалды атомның түзілуі кезінде көрші иондардың орын ауыстыруы атомаралық қашықтықтың 20% жетуі мүмкін, ал тордың серпімді деформациясының сәйкес энергиясы бірнеше эВ жетуі мүмкін. Нүктелік ақаудың пайда болуының негізгі бөлігі атом құрылымының периодтылығының және атомдар арасындағы байланыс күштерінің бұзылуымен байланысты. Металдағы нүктелік ақау бүкіл электрон газымен әрекеттеседі. Тораптан оң ионды жою нүктелік теріс зарядты енгізуге тең; өткізгіш электрондар бұл зарядтан итеріледі, бұл олардың энергиясының жоғарылауын тудырады. Теориялық есептеулер көрсеткендей, мыстың fcc торында бос орынның пайда болу энергиясы шамамен 1 эВ, ал интерстициалды атомдыкі 2,5-тен 3,5 эВ-қа дейін.

Өзіндік нүктелік ақаулардың пайда болуы кезінде кристалдық энергияның ұлғаюына қарамастан, олар торда термодинамикалық тепе-теңдікте бола алады, өйткені олардың түзілуі энтропияның жоғарылауына әкеледі. Жоғары температурада нүктелік ақаулардың пайда болуынан бос энергияның TS энтропия мүшесінің артуы жалпы кристалдық энергияның U ұлғаюының орнын толтырады, ал бос энергия минималды болып шығады.

Бос орындардың тепе-теңдік концентрациясы:

Қайда Е 0 - бір бос орынды қалыптастыру энергиясы, к- Больцман тұрақтысы, Т- абсолютті температура. Дәл осындай формула интерстициалды атомдар үшін де жарамды. Формула бос орындардың концентрациясы температураға қатты тәуелді болуы керек екенін көрсетеді. Есептеу формуласы қарапайым, бірақ дәл сандық мәндерді ақаулардың пайда болуының энергетикалық мәнін білу арқылы ғана алуға болады. Бұл мәнді теориялық тұрғыдан есептеу өте қиын, сондықтан тек шамамен болжаммен қанағаттану керек.

Ақаудың пайда болу энергиясы көрсеткішке енгізілгендіктен, бұл айырмашылық бос орындар мен интерстициалды атомдардың концентрациясында үлкен айырмашылықты тудырады. Сонымен, мыста 1000 °C температурада интерстициалды атомдардың концентрациясы тек 10?39 құрайды, бұл осы температурадағы бос орындардың концентрациясынан 35 ретке аз. Көптеген металдарға тән тығыз қаптамаларда интерстициалды атомдардың пайда болуы өте қиын, мұндай кристалдардағы бос орындар негізгі нүкте ақаулары болып табылады (қоспа атомдарын есептемегенде).

Нүктелік ақаулардың миграциясы.Діріл қозғалысына ұшыраған атомдар үздіксіз энергия алмасады. Жылулық қозғалыстың кездейсоқ болуына байланысты энергия әртүрлі атомдар арасында біркелкі таралмайды. Бір сәтте атом көршілерінен энергияның артық мөлшерін алуы мүмкін, ол торда көрші орынды алады. Кристалдардың негізгі бөлігінде нүкте ақауларының миграциясы (қозғалысы) осылай жүреді.

Егер бос орынды қоршап тұрған атомдардың бірі бос орынға ауысса, онда бос орын сәйкесінше өз орнына ауысады. Белгілі бір бос орынды ығыстырудың дәйекті элементар актілері әртүрлі атомдармен жүзеге асады. Суретте тығыз оралған шарлар (атомдар) қабатында шарлардың біреуін бос орынға жылжыту үшін ол 1 және 2 шарларды бір-бірінен жылжыту керек. Демек, түйіндегі позициядан жылжыту керек, мұнда атомның энергиясы минималды, энергиясы да аз болатын көрші бос түйінге дейін атом потенциалдық энергиясы жоғары күйден өтіп, энергетикалық кедергіні жеңуі керек. Ол үшін атом көршілерінен жаңа позицияға «сығу» кезінде жоғалтатын артық энергияны алуы керек. Энергетикалық тосқауылдың биіктігі E m деп аталады бос орын көші-қон белсендіру энергиясы.

Нүктелік ақаулардың көздері мен шөгінділері.Нүктелік ақаулардың негізгі көзі және жұтуы сызықтық және беттік ақаулар болып табылады. Үлкен тамаша монокристалдарда өзінің нүктелік ақауларының аса қаныққан қатты ерітіндісінің ыдырауы деп аталатын пайда болуы мүмкін. микро ақаулар.

Нүктелік ақаулар кешендері.Нүктелік ақаулардың ең қарапайым кешені - екі вакансия (дивакансия): екі бос орын іргелес тор учаскелерінде орналасқан. Металдар мен жартылай өткізгіштерде екі немесе одан да көп қоспа атомдарынан, сондай-ақ қоспа атомдарынан және өздерінің нүктелік ақауларынан тұратын комплекстер үлкен рөл атқарады. Атап айтқанда, мұндай кешендер қатты денелердің беріктігіне, электрлік және оптикалық қасиеттеріне айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

3.2 Сызықтық ақаулар

Бір өлшемді (сызықтық) ақаулар - бұл бір бағытта өлшемі тордың параметрінен әлдеқайда үлкен, ал қалған екеуінде - онымен салыстырылатын кристалдық ақаулар. Сызықтық ақауларға дислокациялар мен дисклинациялар жатады. Жалпы анықтама: дислокация – кристалдағы толық емес ығысу аймағының шекарасы. Дислокациялар ығысу векторымен (Бургер векторы) және онымен дислокация сызығы арасындағы μ бұрышымен сипатталады. μ = 0 болғанда дислокация бұрандалы дислокация деп аталады; c=90° кезінде - жиегі; басқа бұрыштарда ол араласады, содан кейін бұрандалы және шеткі компоненттерге ыдырауы мүмкін. Дислокациялар кристалдардың өсуі кезінде пайда болады; оның пластикалық деформациясы кезінде және басқа да көптеген жағдайларда. Олардың таралуы мен сыртқы әсерлердегі мінез-құлқы ең маңызды механикалық қасиеттерді анықтайды, атап айтқанда беріктік, иілгіштік және т.б. Дисклинация - кристалдағы толық емес айналу аймағының шекарасы. Айналу векторымен сипатталады.

3.3 Беттік ақаулар

Бұл класстың негізгі өкілдік ақауы кристалдың беті болып табылады. Басқа жағдайларға материалдың түйіршік шекаралары жатады, оның ішінде төмен бұрышты шекаралар (дислокациялар ассоциацияларын білдіретін), қосылатын жазықтықтар, фазалық интерфейстер және т.б.

3.4 Көлемдік ақаулар

Оларға кеуектер мен арналарды құрайтын бос орындардың кластерлері жатады; әртүрлі ақауларға (декорацияға) түскен бөлшектер, мысалы, газ көпіршіктері, аналық сұйықтық көпіршіктері; секторлар (сағат сағаттары) және өсу аймақтары түріндегі қоспалардың жинақталуы. Әдетте, бұл саңылаулар немесе қоспалар фазаларының қосындылары. Олар көптеген ақаулардан тұратын конгломерат болып табылады. Шығу тегі: кристалдардың өсу режимдерінің бұзылуы, аса қаныққан қатты ерітіндінің ыдырауы, үлгілердің ластануы. Кейбір жағдайларда (мысалы, жауын-шашынның қатаюы кезінде) физикалық қасиеттерін өзгерту үшін материалға көлемдік ақаулар арнайы енгізіледі.

4-тарау. Алынғанкристалдар жоқ

Ғылым мен техниканың дамуы табиғатта сирек кездесетін көптеген асыл тастар немесе жай кристалдар құрылғылар мен машиналар бөлшектерін жасауға, ғылыми зерттеулерге өте қажет болды. Көптеген кристалдарға сұраныстың артқаны сонша, оны ескілерді өндіру ауқымын кеңейту және жаңа табиғи кен орындарын іздеу арқылы қанағаттандыру мүмкін болмады.

Сонымен қатар, технологияның көптеген салалары және әсіресе ғылыми зерттеулер өте жоғары химиялық тазалықтағы тамаша кристалдық құрылымы бар монокристалдарды қажет етеді. Табиғатта кездесетін кристалдар бұл талаптарға сәйкес келмейді, өйткені олар идеалдан өте алыс жағдайларда өседі.

Осылайша, көптеген элементтер мен химиялық қосылыстардың монокристалдарын жасанды алу технологиясын жасау міндеті туындады.

«Асыл тасты» жасаудың салыстырмалы түрде қарапайым әдісін дамыту оның құндылығын жоғалтуға әкеледі. Бұл асыл тастардың көпшілігі табиғатта кең таралған химиялық элементтер мен қосылыстардың кристалдары екендігімен түсіндіріледі. Осылайша, алмас көміртегі кристалы, рубин және сапфир - әртүрлі қоспалары бар алюминий оксиді кристалдары.

Монокристалдарды өсірудің негізгі әдістерін қарастырайық. Бір қарағанда, балқымадан кристалдану өте қарапайым болып көрінуі мүмкін. Заттың балқу температурасынан жоғары қыздыру, балқыма алу, содан кейін оны суыту жеткілікті. Негізінде, бұл дұрыс жол, бірақ арнайы шаралар қабылданбаса, ең жақсы жағдайда сіз поликристалды үлгіге ие боласыз. Ал егер тәжірибе, мысалы, балқымаларының суыту жылдамдығына байланысты кристалдық немесе аморфты күйде қатып қалатын кварцпен, күкіртпен, селенмен, қантпен жүргізілсе, онда аморфты дененің пайда болуына кепілдік жоқ. алынбайды.

Бір кристалды өсіру үшін баяу салқындату жеткіліксіз. Алдымен балқыманың бір кішкене аймағын суытып, ондағы кристалдың «ядросын» алу керек, содан кейін «ядроны» қоршап тұрған балқыманы дәйекті түрде салқындату керек, кристалдың бүкіл көлемі бойынша өсуіне мүмкіндік беріңіз. балқыту. Бұл процеске балқымасы бар тигельді тік құбырлы пештегі тесік арқылы баяу түсіру арқылы қол жеткізуге болады. Кристалл тигельдің түбінде ядроланады, өйткені ол алдымен төмен температура аймағына енеді, содан кейін балқыманың бүкіл көлемі бойынша біртіндеп өседі. Тигельдің түбі арнайы тар етіп жасалған, конусқа бағытталған, сонда бір ғана кристалдық ядро ​​орналаса алады.

Бұл әдіс мырыш, күміс, алюминий, мыс және басқа металдардың кристалдарын, сондай-ақ натрий хлориді, калий бромиді, литий фториді және оптика өнеркәсібінде қолданылатын басқа да тұздарды өсіру үшін жиі қолданылады. Бір күнде салмағы шамамен килограмм болатын тас тұзының кристалын өсіре аласыз.

Сипатталған әдістің кемшілігі кристалдардың тигель материалымен ластануы болып табылады. кристалдық ақаулық симметрия қасиеті

Мысалы, корунд (рубин, сапфир) өсіру үшін қолданылатын балқымадан кристалдарды өсірудің тигельсіз әдісінің бұл кемшілігі жоқ. Мөлшері 2-100 мкм түйіршіктерден алынған ең жақсы алюминий оксиді ұнтағы бункерден жұқа ағынмен құйылады, оттегі-сутектік жалын арқылы өтеді, балқиды және тамшы түрінде отқа төзімді материалдың таяқшасына түседі. Таяқшаның температурасы алюминий оксидінің балқу температурасынан (2030°C) сәл төмен деңгейде сақталады. Алюминий оксидінің тамшылары оған салқындап, агломерленген корунд массасының қыртысын құрайды. Сағат механизмі баяу (10-20 мм/сағ) таяқшаны төмендетеді, ал оның үстінде бірте-бірте кесілмеген корунд кристалы өседі, пішіні инверттелген алмұрт тәрізді, буль деп аталады.

Табиғаттағы сияқты ерітіндіден кристалдарды алу екі әдіске түседі. Олардың біріншісі қаныққан ерітіндіден еріткішті баяу буландырудан, екіншісі ерітінді температурасын баяу төмендетуден тұрады. Екінші әдіс жиі қолданылады. Еріткіш ретінде су, спирттер, қышқылдар, балқытылған тұздар және металдар қолданылады. Ерітіндіден кристалдарды өсіру әдістерінің кемшілігі кристалдардың еріткіш бөлшектерімен ластану мүмкіндігі болып табылады.

Кристалл оны бірден қоршап тұрған аса қаныққан ерітіндінің аймақтарынан өседі. Нәтижесінде кристалға жақын ерітінді одан алысқа қарағанда аса қаныққан болып шығады. Аса қаныққан ерітінді қаныққаннан ауыр болғандықтан, өсіп келе жатқан кристалдың бетінде әрқашан «пайдаланылған» ерітіндінің жоғары қарай ағыны болады. Ерітіндіні мұндай араластырусыз кристалдардың өсуі тез тоқтатылады. Сондықтан ерітіндіні жиі қосымша араластырады немесе кристалды айналмалы ұстағышқа бекітеді. Бұл сізге жетілдірілген кристалдарды өсіруге мүмкіндік береді.

Өсу жылдамдығы неғұрлым төмен болса, соғұрлым жақсы кристалдар алынады. Бұл ереже барлық өсіру әдістеріне қолданылады. Қант пен ас тұзының кристалдарын үйдегі су ерітіндісінен оңай алуға болады. Бірақ, өкінішке орай, барлық кристалдарды оңай өсіру мүмкін емес. Мысалы, ерітіндіден кварц кристалдарын алу 400°С температурада және 1000° қысымда жүреді.

5 тарау. Кристалдардың қасиеттері

Әртүрлі кристалдарға қарасақ, олардың пішіні әртүрлі, бірақ олардың әрқайсысы симметриялы денені бейнелейді. Шынында да, симметрия кристалдардың негізгі қасиеттерінің бірі болып табылады. Денелер тең, бірдей бөліктерден тұрса, оларды симметриялы деп атаймыз.

Барлық кристалдар симметриялы. Бұл әрбір кристалды көпбұрышта симметрия жазықтықтарын, симметрия осьтерін, симметрия центрлерін және көпбұрыштың бірдей бөліктері бір-біріне сәйкес келетін басқа симметрия элементтерін табуға болатынын білдіреді. Симметрияға қатысты тағы бір ұғымды енгізейік – полярлық.

Әрбір кристалды көп қырлы симметрия элементтерінің белгілі бір жиынтығы бар. Берілген кристалға тән барлық симметрия элементтерінің толық жиынтығы симметрия класы деп аталады. Олардың саны шектеулі. Кристалдарда симметрияның 32 түрі болатыны математикалық түрде дәлелденді.

Кристаллдағы симметрия түрлерін толығырақ қарастырайық. Біріншіден, кристалдарда тек 1, 2, 3, 4 және 6 ретті симметрия осьтері болуы мүмкін. Әлбетте, 5-ші, 7-ші және одан жоғары ретті симметрия осьтері мүмкін емес, өйткені мұндай құрылымда атомдық қатарлар мен желілер кеңістікті үздіксіз толтырмайды, атомдардың тепе-теңдік позициялары арасында бос орындар мен бос орындар пайда болады. Атомдар ең тұрақты позицияларда болмайды, ал кристалдық құрылым құлайды.

Кристалды полиэдрде симметрия элементтерінің әртүрлі комбинацияларын табуға болады - кейбіреулерінде аз, басқаларында көп. Симметрия бойынша, ең алдымен, симметрия осі бойынша кристалдар үш санатқа бөлінеді.

Жоғары санатқа ең симметриялы кристалдар жатады, оларда 2, 3 және 4 ретті бірнеше симметрия осьтері болуы мүмкін, 6 ретті осьтер жоқ, олардың симметрия жазықтары мен орталықтары болуы мүмкін. Бұл пішіндерге текше, октаэдр, тетраэдр және т.б. жатады. Олардың барлығына ортақ қасиет бар: олар барлық бағытта шамамен бірдей.

Орташа санаттағы кристалдарда 3, 4 және 6 ретті осьтер болуы мүмкін, бірақ бір уақытта бір ғана. 2 ретті бірнеше осьтер болуы мүмкін, симметрия жазықтықтары мен симметрия центрлері мүмкін. Бұл кристалдардың пішіндері: призмалар, пирамидалар және т.б. Жалпы ерекшелігі: симметрияның негізгі осі бойымен және бойындағы күрт айырмашылық.

Жоғары санаттағы кристалдарға: алмаз, кварц, германий, кремний, мыс, алюминий, алтын, күміс, сұр қалайы, вольфрам, темір жатады. Орта санатқа: графит, рубин, кварц, мырыш, магний, ақ қалайы, турмалин, берилл. Ең төменгі деңгейге дейін: гипс, слюда, мыс сульфаты, Рошель тұзы және т.б. Әрине, бұл тізімде барлық бар кристалдар емес, олардың ең танымалдары ғана берілген.

Санаттар өз кезегінде жеті жүйеге бөлінеді. Грек тілінен аударғанда «сингония» «ұқсас бұрыш» дегенді білдіреді. Симметрия осьтері бірдей, сондықтан құрылымында айналу бұрыштары ұқсас кристалдар кристалдық жүйеге біріктіріледі.

Кристалдардың физикалық қасиеттері көбінесе олардың құрылымы мен химиялық құрамына байланысты.

Біріншіден, кристалдардың екі негізгі қасиетін атап өткен жөн. Олардың бірі анизотропия. Бұл термин бағытқа байланысты қасиеттердің өзгеруін білдіреді. Сонымен бірге кристалдар біртекті денелер болып табылады. Кристаллдық заттың біртектілігі оның бір пішіндегі және бірдей бағдардағы екі бөлімі бірдей қасиеттерге ие болуында.

Алдымен электрлік қасиеттер туралы сөйлесейік. Негізінде кристалдардың электрлік қасиеттерін металдар мысалында қарастыруға болады, өйткені металдар өздерінің күйлерінің бірінде кристалдық агрегаттар бола алады. Металда еркін қозғалатын электрондар сыртқа шыға алмайды, бұл үшін энергия қажет. Егер бұл жағдайда сәулелену энергиясы жұмсалса, электронды абстракцияның әсері фотоэлектрлік эффект деп аталатын құбылысты тудырады. Ұқсас әсер монокристалдарда байқалады. Молекулярлық орбитадан үзілген электрон кристалдың ішінде қалып, соңғысында металл өткізгіштігін тудырады (ішкі фотоэффект). Қалыпты жағдайда (сәулеленусіз) мұндай қосылыстар электр тогының өткізгіштері болып табылмайды.

Кристаллдардағы жарық толқындарының әрекетін Э.Бертолин зерттеді, ол толқындардың кристалдан өткенде стандартты емес әрекет ететінін алғаш байқаған. Бір күні Берталин Исландия шпатының екібұрышты бұрыштарының сызбасын жасап, содан кейін кристалды сызбаларға қойды, содан кейін ғалым алғаш рет әрбір сызықтың екіге бөлінгенін көрді. Ол барлық шпат кристалдарының жарықты екіге бөлетініне бірнеше рет көз жеткізді, содан кейін ғана Берталин «Таңғажайып және ерекше сынудың ашылуына әкелген қос сынғыш исланд кристалымен тәжірибелер» (1669) трактатын жазды. Ғалым өз тәжірибелерінің нәтижелерін бірнеше елдің жекелеген ғалымдары мен академияларына жіберді. Жұмыстар толық сенімсіздікпен қабылданды. Ағылшын ғылым академиясы бұл заңды сынау үшін ғалымдар тобын бөлді (Ньютон, Бойл, Гук, т.б.). Бұл беделді комиссия құбылысты кездейсоқ, ал заңды жоқ деп таныды. Берталиннің тәжірибелерінің нәтижелері ұмыт қалды.

Бар болғаны 20 жылдан кейін Кристиан Гюйгенс Берталиннің ашқан жаңалығының дұрыстығын растады және өзі кварцтағы қос сынуды ашты. Бұл қасиетті кейіннен зерттеген көптеген ғалымдар тек Исландия шпаты ғана емес, сонымен қатар көптеген басқа кристалдар жарықтың екіге бөлінетінін растады.

...

Ұқсас құжаттар

    Кристалл құрылымы. Қатты дене физикасының рөлі, пәні және міндеттері. Кристалды және аморфты денелер. Кристалл торларының түрлері. Кристаллдардағы байланыс түрлері. Қатты денелердің кристалдық құрылымдары. Сұйық кристалдар. Кристалл ақаулары.

    дәріс, 13.03.2007 қосылған

    Заттың конденсацияланған күйінің түсінігі және негізгі белгілері, сипаттамалық процестер. Кристалды және аморфты денелер. Кристалл анизотропиясының мәні мен ерекшеліктері. Поликристалдар мен полимерлердің ерекше белгілері. Кристалдардың жылулық қасиеттері және құрылымы.

    дәрістер курсы, 21.02.2009 қосылған

    Қатты дененің жалпы қасиеттері, оның күйі. Қатты, ерекше белгілердің локализацияланған және делокализацияланған күйлері. Қатты денелердегі химиялық байланыстың мәні, түрлері. Бұрмаланбаған торлардағы жергілікті және жергілікті емес сипаттамалар. Нүктелік ақаулар.

    оқу құралы, 21/02/2009 қосылған

    Кристалдар нағыз қатты заттар. Кристалдардың нүктелік ақауларының термодинамикасы, олардың миграциясы, көздері мен шөгулері. Дислокацияны, қатты денелердің кристалдық құрылымындағы сызықтық ақауды зерттеу. Екі өлшемді және үш өлшемді ақаулар. Аморфты қатты заттар.

    есеп, 01/07/2015 қосылған

    Қатты дене физикасы қазіргі технологиялық қоғам сүйенетін тіректердің бірі болып табылады. Қатты денелердің физикалық құрылысы. Кристалдардың симметриясы және классификациясы. Деформация мен кернеудің ерекшеліктері. Кристалл ақаулары, беріктігін арттыру жолдары.

    презентация, 02.12.2010 қосылған

    Үзіліс симметрия элементтерін қосу. Симметрияның екі параллель жазықтығында дәйекті шағылысу. Симметрия жазықтығының қосындысы және оған перпендикуляр аударма. Трансляция векторының оған перпендикуляр осьтерге әсер ету сипаттамасы.

    презентация, 23.09.2013 қосылған

    Қатты денелердің кристалдық және аморфты күйлері, нүктелік және сызықтық ақаулардың себептері. Кристалдардың ядролануы және өсуі. Асыл тастарды, қатты ерітінділер мен сұйық кристалдарды жасанды өндіру. Холестеринді сұйық кристалдардың оптикалық қасиеттері.

    аннотация, 26.04.2010 қосылған

    Біртекті емес жартылай өткізгіш үлгілердің фотоэлектрлік қасиеттері. Біркелкі таралмаған электрон тұзақтары болған кездегі омдық контактінің энергетикалық құрылымы. Газ разрядында өңделетін кристалдардың фотоэлектрлік қасиеттері.

    диссертация, 18.03.2008 қосылған

    Нақты кристалдардағы ақаулар, биполярлы транзисторлардың жұмыс принципі. Интерстициалды және орынбасушы қатты ерітінділердегі кристалдық тордың бұрмалануы. Жартылай өткізгіштердегі беттік құбылыстар. Транзистордың параметрлері және эмитент тогын беру коэффициенті.

    сынақ, 22.10.2009 қосылған

    Судағы сутектік байланыс, оның негізгі критерийлері. Судың аномальды қасиеттері. Электролиз және электролиттер туралы түсінік. Электр кристалдану және оның заңдылықтары. Судың электрокристалдануы кезіндегі сутектік байланыстар желісінің динамикасы. Кристалды және аморфты мұздар.

Егер кристалдық торлар стереометриялық (кеңістікте) бірдей немесе ұқсас болса (бірдей симметрияға ие болса), онда олардың арасындағы геометриялық айырмашылық, атап айтқанда, тор орындарын алып жатқан бөлшектердің арасындағы әртүрлі қашықтықта жатыр. Бөлшектердің арасындағы қашықтықтарды тор параметрлері деп атайды. Тор параметрлері, сондай-ақ геометриялық көп қырлылардың бұрыштары құрылымдық талдаудың физикалық әдістерімен анықталады, мысалы, рентгендік құрылымдық талдау әдістері.

Дереккөздер

Әдебиет

  • Химия: Анықтама. ред./ В.Шрётер, К.-Х. Lautenschläger, H. Bibrak et al.: Trans. онымен бірге. - М.: Химия, 1989 ж.
  • Жалпы физика курсы, 3-кітап, И.В.Савельев: Астрель, 2001, ISBN 5-17-004585-9
  • Кристаллдар / М.П.Шаскольская, 208 б.б. 20 см, 2-ші басылым, рев. М. Ғылым 1985 ж

да қараңыз

Сілтемелер

  • Минералды кристалдар, Табиғи кристалдардың еру формалары
  • Кристаллдарды шығаратын осындай жалғыз зауыт

Викимедиа қоры. 2010.

Басқа сөздіктерде «кристалдық денелер» не екенін қараңыз:

    Кеңістіктің шын мәнінде бар және алып жатқан бөлігі деп танылғанның барлығы физикалық Т.

    Органикалық қатты денелер химиясы (ағыл. organic sold state chemistry) — қатты денелер химиясының органикалық қатты заттардың (ҚҚҚ) барлық химиялық және физика-химиялық аспектілерін, атап айтқанда, олардың синтезін, құрылымын, қасиеттерін, ... .. зерттейтін бөлімі. Уикипедия

    Қатты денелердің құрылысы мен қасиеттерін зерттейтін физика саласы. Қатты денелердің микроқұрылымы және оларды құрайтын атомдардың физикалық және химиялық қасиеттері туралы ғылыми деректер жаңа материалдар мен техникалық құрылғыларды жасау үшін қажет. Физика...... Collier энциклопедиясы

    Қатты дене физикасы – конденсацияланған заттар физикасының бір саласы, оның міндеті қатты денелердің физикалық қасиеттерін олардың атомдық құрылысы тұрғысынан сипаттау болып табылады. Ол 20 ғасырда кванттық механика ашылғаннан кейін қарқынды дамыды.... ... Wikipedia

    Берілген күш әсерінен денеге берілген үдеу мөлшерін анықтайтын негізгі механикалық шама. Денелердің қозғалысы оларға тең үдеулерді беретін күштерге тура пропорционал және оларға тең күштер берген үдеулерге кері пропорционал. Сондықтан байланыс ...... Энциклопедиялық сөздік Ф.А. Брокхаус және И.А. Эфрон

    Қатты денелер химиясы – қатты фазалық заттардың әртүрлі аспектілерін, атап айтқанда, олардың синтезін, құрылымын, қасиеттерін, қолданылуын және т.б. зерттейтін химияның бір бөлімі. Оның зерттеу объектілері кристалдық және аморфты, бейорганикалық және органикалық... ... Wikipedia

    Бұл атаумен дигидроароматты көмірсутектер ретінде қарастыруға болатын белгілі қосылыстар бар, оларда екі метил тобы да (СН2) СО топтарымен ауыстырылады, яғни, осы тұрғыдан алғанда, X. ... ... Энциклопедиялық сөздік Ф.А. Брокхаус және И.А. Эфрон

    Тұтастың байланысын бұзбай, оның жеке бөліктерінің қозғалысына дененің ұсынатын қарсылығы. Мұндай қозғалыс сұйықтықтарға, тамшыға да, серпімділікке де, яғни газдарға тән. Ең аз күш сұйық дененің бір бөлігін қозғалысқа келтіреді және... ... Энциклопедиялық сөздік Ф.А. Брокхаус және И.А. Эфрон

    Тұтастың байланысын бұзбай, оның жеке бөліктерінің қозғалысына дененің ұсынатын қарсылығы. Мұндай қозғалыс сұйықтықтардың тамшы және серпімділік сипаттамасы болып табылады, яғни. газдар.Ең шамалы Күш сұйық дененің бір бөлігін қозғалысқа келтіріп, ... Брокгауз және Эфрон энциклопедиясы

    - (химиялық). Сөзбе-сөз гетерогенді жүйелер гетерогенді және біртекті біртекті жүйелерді білдіреді; дегенмен, мәселені егжей-тегжейлі қарастыруға лайық ететін бірқатар жасырын болжамдар бар. Материя (Le Chatelier, An. d. m., 9, 131... ... Энциклопедиялық сөздік Ф.А. Брокхаус және И.А. Эфрон

Кітаптар

  • Кестелер жинағы. Физика. 10-сынып (16 кесте), . 16 парақтан тұратын оқу альбомы. Бап - 5-8591-016. Физикалық шамалар және негізгі тұрақтылар. Атомның құрылымы. Айналмалы қозғалыстың кинематикасы. Тербелмелі қозғалыстың кинематикасы...
  • Оянған аура. Ішкі энергияңызды дамыту, Кала Амброуз. Адамзат жаңа дәуірге қадам басуда – біз жарықтың аса қуатты жаратылыстарына айналудамыз. Біздің энергетикалық денелер біздің аурадағы және оның айналасындағы жаңа кристалдық құрылымдарға ауысады.

Ұқсас мақалалар

Шығыс Еуропа жазығы: негізгі сипаттамалары

Шығыс Еуропа жазығы: негізгі сипаттамалары

Италия бірігу кезінде

Италия бірігу кезінде

Кристалды денелер кристалдық денелерге қандай денелер жатады?

Кристалды денелер кристалдық денелерге қандай денелер жатады?

×
Жабық