Структура твёрдых тел

Структура твердых тел

Кристаллы

Кристаллы (от греч. ??????????, 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).

Кристаллическая структура

— такая совокупность атомов, в которой с каждой точкой кристаллической решетки связана определенная группа атомов, называемая мотивной единицей, причем все такие группы одинаковые по составу, строению и ориентации относительно решетки. Можно считать, что структура возникает в результате синтеза решетки и мотивной единицы, в результате размножения мотивной единицы группой трансляции.

Кристаллическая структура хлорида натрия (соль)

Виды решеток

Простые формы кристаллов и некоторые их комбинации

Основные параметры, характеризующие кристаллическую структуру

Тип кристаллической решётки

Параметры элементарной ячейки

Координаты атомов в ячейке

Пространственная группа

Координационные числа всех атомов

Число формульных единиц, приходящихся на элементарную ячейку

Алмаз (от араб

???????, ’alm?s, тур. elmas, которое идёт через арабск. из др.-греч. ?????? — «несокрушимый») — минерал, кубическая аллотропная форма углерода. При нормальных условиях метастабилен и может существовать неограниченно долго, превращаясь в стабильный в этих условиях графит только при нагревании.

Главные отличительные черты алмаза — высочайшая среди минералов твёрдость, наиболее высокая теплопроводность среди всех твёрдых тел 900—2300 Вт/(м·К)[1], большие показатель преломления и дисперсия. Алмаз является диэлектриком.

Кварц (нем

Quarz) —Свободное содержание в земной коре 12 % . Входит в состав других минералов в виде смесей и силикатов. В общей сложности массовая доля кварца в земной коре более 60 %. В крови и плазме человека концентрация кремнезёма составляет 0,001 % по массе. Химическая формула: SiO2 (диоксид кремния).

Минералы и разновидности кварца

Агат

Авантюрин

Аметист

Горный хрусталь

Волосатик

Минералы и разновидности кварца

Кремень

Розовый кварц

Тигровый глаз

Морион

Празиолит

Цитрин

Кошачий глаз

Раухтопаз

Празем

Синтетический

Кристаллическая решётка 

Кристаллическая решётка .

Ионные

Металлические

Атомные

Молекулярные

вспомогательный геометрический образ, вводимый для анализа строения кристалла. Решётка имеет сходство с канвой или сеткой, что даёт основание называть точки решётки узлами. В зависимости от типов химической связи между узлами различают следующие типы решёток:

Анизотропия кристаллов

Анизотропия (от др. греч. ?????? — неравный и ?????? — направление) — неодинаковость свойств среды

Упругость

Электропроводность

Теплопроводность

Показатель преломления

Скорость света

Скорость звука

Монокристалл 

Монокристалл .

Монокристалл — отдельный однородный кристалл, имеющий непрерывную кристаллическую решётку и характеризующийся анизотропией свойств.. Большое промышленное значение имеют монокристаллы полупроводниковых и диэлектрических материалов, выращиваемые в специальных условиях. Монокристалл – это одиночный кристалл Физические свойства: 1)Правильная геометрическая форма 2)Постоянная температура плавления. 3)Анизотропия.

Поликристалл 

Поликристалл .

Поликристалл агрегат мелких кристаллов какого-либо вещества, иногда называемых из-за неправильной формы кристаллитами или кристаллическими зёрнами. Многие материалы естественного и искусственного происхождения (минералы, металлы, сплавы, керамики и т. д.) являются поликристаллами. Поликристаллы – это твёрдые тела, состоящие из большого числа маленьких кристалликов. Физические свойства: 1)Правильная форма. 2)Постоянная температура плавления 3)Изотропия.

Фотография электротехнической стали, показывающая структуру поликристалла

Мегакристалл 

Мегакристалл .

Эта удивительная пещера огромных кристаллов (Cueva de los Cristales ) находится в Мексике, в штате Чивава. Эти кристаллы – самые большие в мире. Самые крупные из них достигают в длину 15 м и весят 50-60 тонн./ температура в пещере очень высокая, т.к. рядом находятся залежи магмы и составляет +45-60 градусов.

Передвигаться здесь без специального оборудования очень опасно, т.к, можно упасть на дно пещеры, непременно попав на кристалл. При этом последствия могут быть самыми печальными.

Naica — действующая шахта по добыче свинца, цинка и серебра

Расположенная на глубине 300 метров пещера была обнаружена в 2000 году двумя шахтерами - братьями Санчез, бурившими новый туннель для Industrias Penoles. Пораженные находкой братья немедленно сообщили о ней ответственному инженеру, Роберто Гонсалесу. Гонсалес понял, что они обнаружили настоящее сокровище, и быстро изменил маршрут туннеля.

Селенит - разновидность гипса, отличающаяся характерным

параллельно-волокнистым строением. Свое название селенит получил за красивые желтовато-серебристые лунные переливы на его поверхности (в Древней Греции Селеной называли богиню Луны). Считается, что самые разные фигурки из селенита помогают в любви, дарят красноречие и умение убеждать. На Востоке из селенита не режут изделий. Там он считается "духовным камнем", чьи мягкие тонкие вибрации очищают и успокаивают ум, настраивают его на восприятие Высших космических сил.

Мегакристаллы селенита были сформированы гидротермальными жидкостями,

исходящими от пещер, расположенных ниже. Без специального снаряжения человек может находиться в пещере не более шести-десяти минут, после чего может произойти тепловой удар и потеря сознания. Один из рабочих, с намерением украсть кристаллы, пролез через узкое отверстие. Он взял с собой полиэтиленовые пакеты, заполненные свежим воздухом. Но эта стратегия не сработала. Он потерял сознание и позже был найден полностью испеченным.

Физические науки, изучающие кристаллы

Кристаллооптика

Кристаллография

Кристаллохимия

Структурная кристаллография

Существует несколько способов, позволяющих узнать, является ли твердое

тело кристаллом. Самый простой из них, но очень малопригодный для использования, был открыт в результате случайного наблюдения в конце XVIII в. Французский ученый Ренне Гаюи нечаянно уронил один из кристаллов своей коллекции. Рассмотрев осколки кристалла, он заметил, что многие из них представляют собой уменьшенные копии исходного образца.

Интересные факты

Самые большие кристаллы были обнаружены в пещере Найка, которая находится в мексиканском штате Чиуауа. Некоторые из них в длину достигают 15 метров, а в ширину — 1,5 метра. А. Е. Ферсманом в начале XX века на Южном Урале описана каменоломня, заложенная в одном гигантском кристалле полевого шпата

Интересные факты

МЕДНЫЕ РАЗРАБОТКИ ОКРЕСТНОСТЕЙ П.САРМАНОВО На территории западных склонов массива в окрестностях п.Сарманово выделяется 5 основных участков, где отмечаются следы подземной добычи меди"Подобные холмы берут начало с Сабов и тянутся до Бугульмы. По словам некоторых историков, медный рудник был известен еще до 17 века. В некоторых источниках говорится о том, здесь еще в 11 – 12 веках были шахты и сюда, в поисках меди, приезжали монголы.

"Таких памятных мест в России немного. Поэтому медный рудник, как и Свияжск, Болгар, должен быть включен в число исторических памятников,"- говорит начальник управления геологических исследований акционерного общества "Татнефть" Накип Гатиятуллин. Он также сообщил о наличии еще неисследованных шахт. Заслуживает внимания и то, что в центре "зала" медного рудника находится озеро, вода которого признана отвечающей самому высокому качеству даже по европейским стандартам. По словам специалистов, эта вода "непортящаяся" , "святая".

Рост кристалла

Аморфные вещества

Аморфные вещества (от др.-греч. ? «не-» и ????? «вид, форма») не имеют кристаллической структуры и в отличие от кристаллов не расщепляются с образованием кристаллических граней, как правило — изотропны, то есть не обнаруживают различных свойств в разных направлениях, не имеют определённой точки плавления.

Аморфные тела

Стекло

Янтарь

Канифоль

Сахарный леденец

Кремнезём

Смола

Сравнение атомарной решетки кристаллов и аморфных тел

Кристаллические тела

Аморфные тела

Аморфные тела — твёрдые тела, атомарная решётка которых не имеет кристаллической структуры. Аморфное тело не обладает дальним порядком в расположении атомов и молекул.

Физические свойства аморфных тел

Бесформенные

Отсутствие точки плавления

Изотропия

Вязкость

Хрупкость при низких температурах

Особенности аморфных тел

Свойства твердых тел

Использованные источники http://ru

wikipedia.org.

Преподаватель физики ГАОУ СПО «Сармановский аграрный колледж» Сабитова Файруза Рифовна