Будова кристалів. Просторова решітка. Елементарна комірка
Поняття кристала зазвичай асоціюється у нас з мінералами, що мають геометрично правильну форму, яка однакова як для великих, так і для малих шматків мінералів. Розглядаючи окремі кристали, можна переконатися, що вони обмежені плоскими, як би шліфованими гранями у вигляді правильних багатокутників.
Кристали одного і того ж речовини можуть мати різну форму, оскільки вона залежить від умов їх утворення. Однак для кристалів кожної речовини характерно сталість кутів між їх ребрами і відповідно між їх гранями.
Так, кристали кухонної солі зустрічаються у вигляді кубів, паралелепіпедів, призм і навіть тел неправильної форми, але завжди в вершині кожного кристала сходяться три ребра, що утворюють між собою прямі кути. Вимірявши кути між всіма гранями невідомого кристала, можна за спеціальним каталогом визначити, кристал якої речовини досліджується (кристаллохимический аналіз).
Правильна геометрична форма кристалів є результатом упорядкованого розташування частинок (атомів, молекул, іонів), складових кристал. Точніше, частинки коливаються біля певних положень рівноваги. Якщо їх подумки з’єднати прямими лініями, то виходить свого роду “скелет” кристала. Таке зображення кристала називається кристалічною просторової гратами. В основі кристалічної решітки лежить елементарна комірка – фігура найменшого розміру, послідовним переносом якій можна побудувати весь кристал.
Для опису будови будь-якого кристала досить вивчити будову елементарної комірки просторової решітки цього кристала.
В залежності від роду частинок, розташованих у вузлах кристалічної решітки, і характеру сил взаємодії між ними кристали поділяють на 4 типи: іонні, атомні, металеві та молекулярні.
Related posts:
- Застосування рідких кристалів Рідкі кристали мають широке практичне застосування. Однією із властивостей рідких кристалів є залежність їхнього кольору від температури. Цю властивість використовують для вимірювання температури. Із сумішей рідкокристалічних речовин виготовляють температурні індикатори в інтервалі температур від -20 до +250°С. Індикатор являє собою тонку гнучку плівку з рідкого кристала. При накладенні плівки на поверхню предмета за кольором індикатора […]...
- Опис структури кристалів Кристал можна представити як періодично повторювані в просторі однакові елементарні структурні одиниці – елементарні комірки кристала, що складаються з одного, у найпростішому випадку, або декількох атомів кожна. Елементарна комірка в загальному випадку має форму косокутного паралелепіпеда. Всі розташовані в ній атоми прийнято називати базисом елементарної комірки кристала. Закономірності будови елементарної комірки і базису, зокрема ступінь […]...
- Симетрія кристалів При описі структури кристала необхідно визначити Сингон кристала, тобто вибрати кристалографічну систему координат і елементарну комірку, визначити базис елементарної комірки і набір операцій симетрії, за допомогою яких буде здійснюватися перенесення кристалічної структури паралельно самій собі. До операцій (або перетворенням) симетрії відносяться: 1. Трансляційні перетворення, обумовлені вектором. 2. Операції обертання і відображення, що призводять до поєднання […]...
- Іонна кристалічна решітка У разі, якщо в вузлах кристала знаходяться заряджені частинки – іони, ми можемо говорити про іонної кристалічній решітці. Як правило, з іонних кристалах чергуються позитивні іони (катіони) і негативні іони (аніони), тому частки в кристалі утримуються силами електростатичного притягання. Залежно від типу кристала і типу іонів, що утворять кристал, такі речовини можуть бути досить міцними […]...
- Атомна кристалічна решітка Атомна кристалічна решітка утворюється, коли в вузлах кристала розташовані атоми. Атоми з’єднані між собою міцними ковалентними хімічними зв’язками. Відповідно, така кристалічна решітка буде дуже міцною, зруйнувати її непросто. Атомну кристалічну решітку можуть утворювати атоми з високою валентністю, тобто з великим числом зв’язків з сусідніми атомами (4 або більше). Як правило, це неметали: прості речовини – […]...
- Кристалічна решітка Льодяна бурулька і клинок шаблі, залізничний рейок і кристал рубінового лазера, уламок цеглини і красуня-сніжинка, корпус повітряного лайнера і розпечена нитка електролампи – все це тверді тіла. Що у них спільного і що відрізняє ці тіла від інших тіл? У фізиці твердими тілами зазвичай називають тільки кристалічні тіла. Основним зовнішнім ознакою твердого тіла є його […]...
- Кристалічні решітки – коротко Кристалічні речовини характеризуються правильним розташуванням складових їх частинок в строго певних точках простору. При з’єднанні цих точок прямими лініями утворюється просторова структура, звана кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки кристала, називають вузлами решітки. Залежно від типу частинок, розташованих у вузлах кристалічної решітки, і характеру зв’язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних граток: іонні, атомні, […]...
- Теплові властивості кристалів Кристал являє собою систему впорядковано розташованих атомів, що володіють певними масами; між атомами діють сили тяжіння і відштовхування, що врівноважують один одного за певних рівноважних відстанях між атомами. При відхиленні атома з положення рівноваги виникає повертає сила, протилежна зміщення, величина якої залежить від типу атома, його оточення та напрямки зміщення в кристалі. Відповідно до класичної […]...
- Кристалічні тіла На відміну від рідин тверде тіло зберігає не лише свій об’єм, але і форму і володіє значною міцністю. Різноманітні тверді тіла, з якими доводиться зустрічатися, можна розділити на дві групи, що істотно розрізняються за своїми властивостями: кристалічні та аморфні. Основні властивості кристалічних тіл Кристалічні тіла мають певну температуру плавлення, що не змінюється в процесі плавлення […]...
- Дифракційна решітка – будова Практичний інтерес представляє випадок, коли в екрані є велика кількість N однакових отворів. При регулярному розташуванні отворів, коли їх орієнтація і відстань між ними однакові, різниця фаз між хвилями, дифрагувати від сусідніх отворів, має певне значення. Інтерференція цих хвиль суттєво впливає на дифракційну картину. Особливий інтерес представляє дифракція Фраунгофера на дифракційної решітці. Дифракційна решітка являє […]...
- Вирощування кристалів Для того щоб виростити справжній кристал в домашніх умовах знадобиться будь-яка сіль, яка добре розчиняється у воді і розчинність якої підвищується при нагріванні. Зазвичай це: Дихромат калію; Бура; Різні сульфати (сульфат нікелю, сульфат міді, сульфат цинку); Рідше алюмінієвий і хромовий галун, який застосовується при вичинки шкіри. Перш ніж приступити до вирощування кристалів необхідно заздалегідь приготувати […]...
- Будова металів і сплавів За своєю будовою тверді тіла поділяються на кристалічні (метали і сплави металів у твердому стані) і аморфні (скла, смоли і ін.). Атоми кристалічних тіл на відміну від аморфних, що мають хаотичне розташування атомів, перебувають в певних місцях, утворюючи систему, періодично повторюється в просторі. Сукупність таких місць називають кристалічною решіткою. Кристалічну решітку металу можна представити у […]...
- Чому не буває однакових сніжинок Знайоме кожне школяреві твердження, що не буває двох однакових сніжинок, неодноразово піддавалося сумнівам. Але унікальні дослідження Каліфорнійського технологічного університету змогли поставити останню крапку в цьому воістину новорічному питанні. Сніг утворюється, коли мікроскопічні краплі води в хмарах притягуються до пилових частинок і замерзають. З’являються при цьому кристали льоду, що не перевищують спочатку 0,1 мм в діаметрі, […]...
- Будова металів Метали і їх сплави – основний матеріал в машинобудуванні. Вони володіють багатьма цінними властивостями, зумовленими в основному їх внутрішньою будовою. М’який і пластичний метал або сплав можна зробити твердим, тендітним, і навпаки. Для того щоб свідомо змінювати властивості металів, необхідно знати основи їх кристалічної будови. Як відомо, всі тіла складаються з великої кількості атомів, які […]...
- Властивості рідких кристалів – коротко Особливості будови рідких кристалів обумовлюють їх властивості. Так, можливістю хаотичного поступального руху молекул пояснюється плинність, а їх впорядкованим розташуванням – анізотропія таких фізичних якостей, як пружність, електропровідність, діелектрична і магнітна проникність і ін. Властивості рідких кристалів змінюються залежно від температури, довжини хвилі зовнішнього випромінювання, механічної деформації, електричного і магнітного полів. Це визначає можливості їх широкого […]...
- “Шестикутна сніжинка” Кеплера Американський письменник, мислитель і натураліст Генрі Девід Торо так писав про сніжинки: “Повітря, в якій вони виникають, наповнений творчим генієм. Навряд чи я захопився б більше, навіть якби мені на пальто впали справжні зірки “. Протягом всієї історії снігові кристали з гексагональної симетрією порушували цікавість художників і вчених. У 1611 р Йоганн Кеплер опублікував монографію […]...
- Фізика твердих тіл Якщо порівнювати з газами, то тверді тіла є їх повною протилежністю. Ні про яку свободу пересування частинки твердих тіл навіть “не думають”. У твердих тілах частинки розташовані досить близько один до одного: відстані між частинками порядку розміру самих частинок. Сили взаємодії між частинками твердого тіла дуже великі; розташування частинок в просторі володіє періодичної повторюваністю і […]...
- Питома теплота плавлення речовини Отже, для перетворення твердого тіла в рідину мало довести його до температури плавлення. Необхідно додатково (вже при температурі плавлення) повідомити тілу деяку кількість теплоти ^ пл для повного руйнування кристалічної решітки (т. Е. Для проходження ділянки BC). Ця кількість теплоти йде збільшення потенційної енергії взаємодії частинок. Отже, внутрішня енергія розплаву в точці C більше внутрішньої […]...
- Просторові групи симетрії Побудова решітки кристала шляхом трансляції елементарної комірки – це найбільш простий підхід до вирішення даного завдання. Виявилося, що весь кристал, у вузлах кристалічної решітки якого знаходяться центри атомів одного і того ж сорту, можна побудувати, виходячи не з усієї осередку, а з єдиного атома, повторюючи його за допомогою операцій симетрії просторової групи. У просторовій групі […]...
- Електронно-дірковий перехід – коротко Ізольований кристал n-типу електрично нейтральний, сума позитивних і негативних зарядів у ньому дорівнює нулю. Кількість атомів, що позбулися одного електрона і перетворилися на позитивні іони, суворо дорівнює кількості відірвалися від атомів електронів. Чим вища температура, тим більше утворюється вільних електронів. Позитивні іони знаходяться у вузлах кристалічної решітки. Також електрично нейтральний і ізольований кристал р-типу. Однак […]...
- Види кристалічних решіток – коротко Існують чотири типи кристалічних решіток, що залежать від розташованих у вузлах решітки типів частинок: Іонна кристалічна решітка характерна для сполук з іонним типом хімічного зв’язку. У вузлах решітки розташовуються катіони і аніони. Прикладами речовин з даним типом кристалічної решітки є солі, оксиди і гідроксиди типових металів. Це тверді, але крихкі речовини. Їм властива тугоплавкость. Розчиняються […]...
- Кристалічні решітки Отже, кристалічна структура характеризується правильним (регулярним) розташуванням частинок в суворо визначених місцях у кристалі. При уявному поєднанні цих точок лініями виходять просторовий каркас, який називають кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки, називаються вузлами кристалічної решітки. Як ми вже знаємо, у вузлах можуть перебувати іони, атоми або молекули. Ці частинки коливаються в вузлах решітки біля […]...
- Ангармонічне наближення У попередніх розділах (3.1-3.3) кристал розглядався як сукупність невзаємодіючі осциляторів. У цьому випадку потенційна енергія зростає пропорційно квадрату відхилення осцилятора від положення рівноваги, а параметри, що описують жорсткість решітки не змінюються при збільшенні відхилень осциляторів від положення рівноваги. Це підхід називають гармонійним наближенням. Такі моделі дозволяють обчислити теплоємність кристала, але не дозволяють обчислювати багато інших […]...
- Тимчасова та просторова когерентність електромагнітних хвиль Важливою властивістю двох одночасно протікаючих хвильових процесів є їх когерентність. За визначенням когерентністю двох хвильових процесів називається їх узгоджене перебіг. Відповідно до цього визначення дві монохроматичні хвилі однієї частоти завжди будуть когерентними. Інший приклад когерентних хвиль представлений на рис. 4.4, зображає дві хвилі від одного джерела монохроматичних коливань, одна з яких від джерела поширюється в […]...
- Просторова система сил Момент сили відносно осі дорівнює моменту проекції сили на площину, перпендикулярну осі, відносно точки перетину осі з площиною. M00 (F) = npFa, де а – відстань від осі до проекції F; прF – проекція сили на площину, перпендикулярну осі 00. Момент вважається позитивним, якщо сила розгортає тіло за годинниковою стрілкою (дивитися з боку позитивного напрямку […]...
- Групи сегнетоелектриків Мікроскопічна теорія фазових переходів розділяє сегнетоелектрики на дві групи. Перша група Титанат барію відноситься до першої групи, і як її ще називають, групі сегнетоелектриків типу зміщення. У неполярному стані титанат барію має кубічну симетрію. При фазовому переході в полярне стан іонні підгратки зміщуються, симетрія кристалічної структури знижується. Друга група До другої групи відносять кристали типу […]...
- Будова газоподібних, рідких і твердих тіл Подумайте, чи можна пояснити властивості речовини у всіх його агрегатних станах будовою речовини, рухом і взаємодією його частинок. Сили взаємодії молекул. Молекули взаємодіють один з одним. Без цієї взаємодії не було б ні твердих, ні рідких тіл. Довести існування значних сил взаємодії між атомами або молекулами нескладно. Спробуйте-но зламати товсту палицю! А адже вона складається […]...
- Кристалічні і аморфні тіла Ми живемо на поверхні твердого тіла – земної кулі, в будинках, побудованих з твердих тіл. Різні прилади, знаряддя праці зроблені з твердих тіл. Знати властивості твердих тіл необхідно. Згадайте, що таке тверде тіло. Чим ми нехтували, коли в механіці вважали, що тіло абсолютно тверде? Які фізичні властивості твердих тіл? Які фізичні величини характеризують властивості твердих […]...
- Евклідова (елементарна) геометрія Евклідова геометрія – це геометрична теорія, заснована на системі аксіом, яка була вперше викладена в третьому столітті до нашої ери великим давньогрецьким математиком Евклідом в грандіозному науковій праці “Начала”. Система аксіом Евкліда базується на основних геометричні поняттях таких, як точка, пряма, площина, рух, а також на такі відносини: “точка лежить на прямій на площині”, “точка […]...
- Кристалічний стан і його класифікація У навколишньому світі є величезна кількість речовин в кристалічному стані, яким притаманні багато вельми різноманітні властивості, що визначаються як різним внутрішньою будовою, так і природою атомів, що входять до їх складу. Взагалі кристалічний стан можна визначити як такий стан речовини, у якому складові його атоми, молекули або групи атомів (надалі будемо називати їх частками) розташовані […]...
- Хімічний зв’язок. Будова речовин Хімічні частинки, утворені з двох або кількох атомів, називаються молекулами (реальними або умовними формульними одиницями багатоатомних речовин). Атоми в молекулах хімічно пов’язані. Під хімічним зв’язком розуміють електричні сили тяжіння, що утримують частинки один біля одного. Кожна хімічний зв’язок в структурних формулах представляється валентної рисою, наприклад: H – H (зв’язок між двома атомами водню); H3N – […]...
- Поверхневі і об’ємні дефекти Поверхневі і об’ємні дефекти – порівняно великі дефекти, що складаються з великого числа атомів. У разі поверхневих дефектів область кристала з сильно порушеним періодичним розташуванням атомів має форму деякій поверхні, товщина цій області в напрямку нормалі до поверхні становить 1-2 міжплощинних відстані. У разі об’ємних дефектів область кристала з порушеним періодичним розташуванням атомів має форму […]...
- Прямий і зворотний струми. Вольт-амперна характеристика Позначимо φr власну контактну різницю потенціалів збідненого шару. Якщо до р – n підключити джерело напруги U, то різниця потенціалів на межах контактного шару кристалів n – і р-типів зміниться. Включення p – n-переходу в електричний ланцюг, коли плюс джерела приєднаний до області p, а мінус – до області n, називається прямим. Різниця потенціалів контактного […]...
- Елементарна робота в термодинаміці Щоб стиснути деякий газ поршнем, до нього необхідно прикласти силу. Так як поршень переміщається на деяку відстань, то над ним відбувається робота. При переміщенні поршня на деяку величину відбувається зміна обсягу газу. Отже, робота йде на зміну обсягу газу. Робота при ізобарному процесі Під час нагрівання газу при постійному тиску газ починає розширюватися, тобто здійснює […]...
- Заборонена зона Нагадаємо, що кремній є 14-м елементом в таблиці Менделєєва. Це означає, що атом кремнію містить 14 протонів і 14 електронів. Електрони в атомі кремнію розміщуються в трьох оболонках. Внутрішня оболонка містить 2 електрони, середня – 8. Відомо, що ці електрони в утворенні кристала не беруть участь. У зовнішній оболонці міститься 4 електрона, які пов’язують атоми […]...
- Релеївські хвилі У 1885 році англійський фізик Релей проводив дослідження акустичних поверхневих хвиль, які поширюються по поверхні земної кулі, не йдучи в його глибини. Релеївські хвилі, як їх потім назвали, зіграли величезну роль в народженні нової науки – акустоелектроніки. Але спочатку вчені про них просто… забули. Навіть у другій половині 20 ст. взагалі не було ясно, чи […]...
- Провідники Будови речовини і його різноманітні фізичні властивості ми будемо вивчати в подальшому. Тим не менше, вже зараз нам необхідні деякі початкові відомості з цієї області фізики. Всі різні речовини складаються з молекул і атомів, які в свою чергу, складаються з заряджених часток – позитивно заряджених ядер і рухаються навколо них негативно заряджених електронів. Тому всі […]...
- Чим відрізняється рух молекул в газах, рідинах і твердих тілах Згідно молекулярно-кінетичної теорії, все речовини можуть перебувати в трьох станах: газоподібному, твердому і рідкому. Іноді називається четвертий стан – плазма. При кожному з цих станів рух молекул має свої особливості. Чим же відрізняється рух молекул в газах, рідинах і твердих тілах? Перехід з одного агрегатного стану речовини в іншу супроводжується зміною його фізичних властивостей. Молекули […]...
- Будова елементарних частинок У ході розвитку теоретичної фізики з’ясувалося, що і елементарні частинки не є насправді “елементарними”, т. є. Неподільними. Деякі з них, наприклад протони і нейтрони, складаються з ще більш дрібних частинок, що одержали назву кварки. Розмір кварка приблизно в 20 тис. Разів менше, ніж розмір протона. Головна особливість кварків полягає в тому, що їх, у всякому […]...
- Решітка менеджменту Р. Блейка Методи управління згідно з концепцією Блейка-Мутона Решітка менеджменту – це теоретична матриця, яка визначає типологічні методи і способи управління, які використовують керівники усіх рівнів для врегулювання внутрішньогрупових взаємодій. По суті – це концепція, розроблена американськими фахівцями в теорії менеджменту Р. Блейком і Дж. С. Мутон, яка допомагає знайти найбільш ефективні прийоми управлінського впливу на діяльність […]...