И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 2 (1110088), страница 345
Текст из файла (страница 345)
Примеры нек-рых атомных структур К. даны иа рис. 9. Кристаллич, структуры классифицируют по их хим. составу, в осн. определяющему тнп хим. связи, по взаимной Ц Ц Н ЙЕЕ ЫЕ~ Р«С. й, Чсгырн«лист« рошсток брасс с-грнклпнн««; 6, с-моогмлнннмс, г-лс -ромбнчсскнсг з, и — тсгрвгонвльныс; к-трпгопвльнвл (ром бозлрвч.), л шввгонвльнвл; м-о- «убнчсскнс.
Тнп рсшсткп: в, 6, г, э, «, л -промыт«нный, с, Ь, л-б«эонснгрпроввнный, г, л, л-обммшшс«трнроэвнпый, лг, о-гран«- венгр«ров«нимб. координации атомов (слонстые, цепные, каркаснью, координац. структуры). При изменении т-ры или давления структура К, может изменяться. Существование у данного в-ва песк. крнсталлич. модификаций (фаз) наз. понимай!бизмахс Нек-рые крнсталлич. структуры метастабильны, напр.
алмаз, к-рый не переходит а графит при обычных условиях. В то же время разные соед. могут иметь одинаковую кристаллич. структуру (см. Изомор(бизм). Распределение К. по пространств. группам симметрии-по точечным группам (классам) и скитаниям — неравномерно.
Как правило, чем проще хим. ф-ла в-ва, тем выше симметрия его К. Так, почти все металлы имеют кубич. или гексвгои. структуру, основанную на т. наз, план»ной упаковке атомов. Усложнение хим. ф-лы в-ва ведет к понижению симметрии его К. и увеличению размеров элементарных ячеек. Молекулярные кригглаллы почти всегда относятся к низшим сингониям. Тип хим. связи между атомами в К. определяет мн. их св.ва. Кавалкнлзлыв кригшаллы имеют высокую твердость, малую электрич, проводимость, большие показатели преломления. Меглалаичегкие крисгналлы хорошо проводят электрич.
ток и тепло, пластичны, непрозрачны. Мол, К. легкоплавки. Более низкую атомную упорадоченность, чем К., имеют жидкие крнсгналлы, в-ва в алэар(блем состлол)гнн. недавно открытые кваункрислгаллм, полимеры, жидкости. Совр. методы позволяют исследовать не только геом. атомную структуру К., но также маги. структуру или электрич. дипольную. Напр., распределение ядер и электронов в ферромагнитном К. можно описать с помощью обычной пространств. симметрии, но если учесть распределение в нем маги.
моментов (рис. 9,г), то обычной классич, симметрии уже недостаточно. В этом случае используют поня~на антисимметрии и цветной симметрии. Такую антисимметрню можно истолковать так: при применении КРИСТАЛЛЫ 539 преобразования симметрии часть фигуры м.
б. не только равна себе, но и наитиравиа», что можно условно описать как изменение знака или цвета — черный на белый (рис. 10). Существует 58 групп точечной антисимметрии Соэ' и 1651 0 0,0 ! 1,0 2«п л С «эн СН рнс. с. прнм«ры этомпмэ сгру«ту(к с-сэмвз (ээскгронп«> шшрофотмр«фвэ высокого рсзрсшснпл, Пюггшожнис атомов в проскпнн н«плоскость 0 )О)); 6 М«О (нзобрвнснпс отру«турм в сокр«к«вюшнэсэ ш«рвэх с фтэлопнсннн ( шю«омон«с мол«кул в эшмслгвроой «чснксх г-бсррнмвгвнмгын «р«сгвл ршпрвшэмннс мвтп. моммггов (поквшпм стрслэлмн) «гомос э элсмснтврной «чвйкс, опнсыввсмсс с номошью обобшмнюй спммстрнн. пространств.
групп аитиснмметрии 6«л (шубииковские групп ы). Если добавочная переменная приобретает не два значении, а несколько (возможны числа 3, 4, 6, 8... 48), то возникает цветная симметрия Белова. Так, известна 81 точечная группа без" н 2942 группы С~ ~". Развит и аппарат симметрии в пространстве 4, 5 измерений, позволвощий описывать сверхпериодичные, т, наэ.
соразмерные и несоразмерные структуры сегнетоэлектриков, маги, и иных структур. Рнс. (О. Фнгуро, оппсыввсмвс точооюй грунюб вптн. снммстрнн Строение реальных К. Неравновесные условия кристаллизации приводят к раэл. отклонениям формы К. от плоских граней-к округлым граням и ребрам (вициналям), возникновению пластинчатых, игольчатых, нитевидных (см. Он«невидные кристаллы), ветвистых (дендритных), К.
типа снежинок. Если в объеме расплава образуется сразу большое число центров кристаллизации, то разрастающиеся К., встречаясь друг с другом, приобретают форму неправильных зерен. Нередко возникают микроскопнч. двойники и др. сростки. При выращивании К.
не стремятся обязательно получить их в правильной кристаллографич. огранке, главный критерий качества-однородность и совершенство атомной структуры, отсутствие ее дефектов. Нек-рым К. при выращивании придается форма требуемого изделия -трубы, стержия, пласгиики. Вследствие нарушения равновесных условий роста и захвата примесей при кристаллизации, а также под влияиисм разл, рода виеш. воздействий идеальиая трехмерно-периодич.
атомная структура К всегда имеет те или иные нарушеиия. К иим относят точечные дефекты †вакаис, замещения атомов оси. Решетки атомами примесей, внедрение в решетку инородных атомов, дислокации и др.(см. Дефекты в кристаллах). Введение небольшого числа атомов примеси, замещающих атомы оси решетки, используют в технике для придания иузкиых фаз св-в К., как, напр., в случае легироваиия. Захват атомов причесей трапами К.
приводит к секториальиому стросиию Может происходить и периодич. измеиеиие коицеитрации захватываемой примеси, что дает зоиариую струят>ру. Кроме того, при росте К. почти иеизбежио образэтотся макроскопич. дефекты — включения, иапрюкеииые области и т.д. Большинство реальных К. имеют мозаичиос строение: оии разбиты иа блоки мозаики-иеболъшие ( !О л см) области, в к-рых порядок почти идеален, ио к-рые разориеитироваиы по отношению друг к другу иа малые углы (приблизительио песк, мии). В то же время удается получить иек-рые сиитетич. К. высокой степени совершенства, напр. бсздислокациоииыс К. Вз, Ос и др.
Изучсиие их составляет предмет Крисгпаллохимиы. Физические свойства К. Обусловлсиы атомио-крисгаллич. структурой, се симметрией, силами связи между атомами и эиергетич. спектром элсктроиов решетки, а иск-рые из св-в — дефектами идеальной структуры. Поляризуемость, преломление и поглощение света, электро- и магиитосгрикция, пьезоэлектричество и пьезомагиетизм, собственная проводимость математически описываются теизорами, ранг к-рых зависит от типа воздействия иа К. и его отклика. При этом К.
рассматривается как сплошная аиизотропиая среда. Аиизотропию наглядно выражают пов-сти, описываемые ур-виями с коэф. соответствующего теизора. Дяя К. данного класса можио указать симметрию его св-в. Симметрия физ. св-в в К. описывается группами точечиой симметрии -одной из 32 кристаллографич. или? предельных (рис. 7). Так, в К. кубич. сиигоиии св-ва, выражаемые теизорами 2-го ранга (иапр., прохождение света, тепловое расширение), изотропиы и характеристич. пов-сти валяются сферами (группа гсгю или оэггсо ги), ио эти К. обладают анизотропией в отиошсиии упругих, элсктрооптич., пьезоэлектрич.
св-в. С поиижеиием симметрии К., как правило, возрастает аиизотропия их св-в. В иск-рых К. ионы, образующие решетку, располагаются так, что К. оказывается самопроизвольно (споитаиио) электрически поляризоваииым (пирозлектрики). Пироэлектричество возможио в !0 классах, имеющих одну ось сиччетрии или плоскость симметрии.
Пьезоэлектричество возможно н К. 20 классов без цеитра симметрии. Проводимость и др. злсктроииыс св-ва К. связаны с квантовомех. характером лвижеиия в иих сноб. злектроиов, к-рые вследствие дифракции иа кристаллич. Решетке в иск-рых направлениях распростраияться ие могут, возникает т. Иаз.
запрещенная зона. К. с полностью заполненными зонами валеитпых злсктроиов — диэлектрики. В металлах злектроиов в зоне проводимости много, оии хорошо проводят электрич. ток. Ряд св-в К. — прочность, пластичность, окраска, люмииесцеитиые св-ва и др. — зависят от кол-ва и типов дефектов в К. В бездислокационных К (Сзе, бз), а также в нитевидных прочность в )0-100 раз больше, чем а обычных К., и достигает теоретич. значений Окраска ми. К. связаиа с наличием в иих тех или иных примссиых атомов. Примевеиие К.
основано иа св-вах или сочетаиии св-в многих из иих, напр. высокой твердости и прозрачности (алмаз), а также на способности откликаться иа висш. воздействия, в частности преобреювывать одно физ поле в другое. Пьезо- (кварц и др.) и сегиетозлектрич. К. (Иаир., 1071 ВзТзОз) примеияют в радиотехнике, К. с полупроводииковыми св-вами (%, Ое и др.) — в электронике. К, галогенидов щелочиых металлов, сапфира и др.
используют как оптич. материалы. Исключит, зиачеиие имеют иоииыс К. для лазерной техники-рубин, иттрий-алюмиииевый граиат и лРо полУпРоводииковые лазеРные кРисталлы. В технике управления световыми пучками используют К., обладающие электрооптич. св-вами. Для удвоения частоты лазериого излучения применяют оптич. К. (КН,РО, и др.), для измереиия слабых изменений т-ры — пироэлектрич.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
