Кристалл

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
(перенаправлено с «Кристаллы»)
Перейти к: навигация, поиск
Горный-хрусталь \(\,SiO_2\)

Криста́лл (от греч. κρύσταλλος, первоначально — лёд, в дальнейшем — горный хрусталь, кристалл), твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку.

Кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений составляющих вещество частиц (атомов, молекул, ионов).[1]

Кристаллическая структура[править]

Кристаллическая структура, будучи индивидуальной для каждого вещества, относится к основным физико-химическим свойствам.

Кристаллическая решётка[править]

Решетки Браве

Составляющие данное твёрдое вещество частицы образуют кристаллическую решётку. Если кристаллические решётки стереометрически (пространственно) одинаковы или сходны (имеют одинаковую симметрию), то геометрическое различие между ними заключается, в частности, в разных расстояниях между частицами, занимающими узлы решётки. Сами расстояния между частицами называются параметрами решётки. Параметры решётки, а также углы геометрических многогранников определяются физическими методами структурного анализа, например методами рентгеновского структурного анализа.

Часто твёрдые вещества образуют (в зависимости от условий) более чем одну форму кристаллической решётки; такие формы называются полиморфными модификациями. Например, среди простых веществ известны ромбическая и моноклинная сера, графит и алмаз, которые являются гексагональной и кубической модификациями углерода, среди сложных веществ — кварц, тридимит и кристобалит представляют собой различные модификации диоксида кремния.

Если кристаллические решетки стереометрически (пространственно) одинаковы или сходны (имеют одинаковую симметрию), то геометрическое различие между ними заключается, в частности, в разных расстояниях между частицами, занимающими узлы решетки. Сами расстояния между частицами называются параметрами решетки. Параметры решетки, а также углы геометрических многогранников определяются физическими методами структурного анализа, например методами рентгеновского структурного анализа.

Виды кристаллов[править]

Следует разделить идеальный и реальный кристалл.

Идеальный кристалл[править]

Является, по сути, математическим объектом, имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани и т. д.

Реальный кристалл[править]

Всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Реальный кристалл не обязательно обладает кристаллографическими гранями и правильной формой, но у него сохраняется главное свойство — закономерное положение атомов в кристаллической решётке.

Отличительные признаки[править]

Основной отличительный признак кристаллов — присущее им свойство анизотропии, то есть зависимость их свойств от направления ( т.е. неодинаковость физических (физико-химических) свойств среды (например, электропроводности, теплопроводности и др. по различным направлениям внутри этой среды). В противоположность изотропии, когда в изотропных (жидкостях, аморфных твёрдых телах) или псевдоизотропных (поликристаллы) телах свойства от направлений не зависят.

Науки изучающие кристаллы[править]

  • Кристаллография изучает идеальные кристаллы c позиций законов симметрии и сопоставляет их с кристаллами реальными
  • Структурная кристаллография занимается определением внутренней структуры кристаллов и классификацией кристаллических решеток
  • Кристаллооптика изучает оптические свойства кристаллов
  • Кристаллохимия изучает закономерности образования кристаллов из различных веществ и в разных средах.

Cвойства реальных кристаллов — большая научная отрасль. Все полупроводниковые свойства некоторых кристаллов (на основе которых создаётся точная электроника и, в частности, компьютеры) возникают именно за счет дефектов.

Интересные факты[править]

  • Самые большие кристаллы были обнаружены в пещере Найка, которая находится в мексиканском штате Чиуауа[2]. Некоторые из них в длину достигают 13 метров, а в ширину - 1 метр.

Ссылки[править]

  1. http://web.archive.org/web/20051204173437/http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/066/390.htm
  2. В.Чернавцев Гипсовое чудо света. Вокруг света, №11, 2008, стр.16-22

Литература[править]

  • Химия: Справ. изд./ В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. — М.: Химия, 1989.
  • Курс общей физики, книга 3, И. В. Савельев: Астрель, 2001, ISBN 5-17-004585-9
  • Кристаллы / М. П. Шаскольская, 208 с ил. 20 см, 2-е изд., испр. М. Наука 1985

См. также[править]