07-е. Кристаллические тела

      § 07-е. Кристаллические тела

Мы закончили знакомство с основными положениями МКТ. Перейдём теперь к изучению микроскопического строения различных тел с точки зрения этих положений. Продолжим наше знакомство с твёрдыми кристаллическими телами, начатое в § 6-д.

Геологам известно, что в природе встречаются кристаллы различных веществ, например, железа, золота, каменной соли, горного хрусталя. Рисунок многочисленных кристаллов кварца различных размеров вы можете видеть на странице, открывающей эту тему.

Рассмотрим в лупу поверхность хорошо отшлифованной пластины алюминия. Мы видим темные линии, разделяющие светлые участки. Это – отдельные кристаллики чистого алюминия.

Важно: большинство окружающих нас кристаллов являются так называемыми поликристаллами (от греч. «полис» – многочисленный). Это значит, что они состоят из многих сросшихся между собой монокристаллов (от греч. «монос» – один, единственный). Например, на увеличенной фотографии отшлифованной поверхности алюминия (см. рисунок) чёрные линии – промежутки между отдельными монокристаллами. Они образовались при отвердевании расплавленного алюминия.

На электронных фотографиях поверхностей чистых металлов хорошо заметен так называемый дальний порядок в расположении частиц. Это значит, что их упорядоченное расположение сохраняется на больших расстояниях по сравнению с размерами самих частиц.

Строение монокристаллов. Появившиеся в XX веке электронные и ионные микроскопы помогли увидеть частицы многих кристаллов. Например, справа показано, как выглядят на экране электронного микроскопа атомы золота при увеличении в 5 миллионов раз. Нельзя не заметить, что атомы располагаются параллельными рядами. Говорят, что в их расположении наблюдается дальний порядок: упорядоченное расположение частиц сохраняется на больших расстояниях по сравнению с размерами самих частиц.

Кроме электронных, можно провести и рентгеновские исследования. Они также подтвердят, что частицы всех кристаллов расположены упорядоченно, образуя множество параллельных рядов.

Кристаллическая решётка. В § 7-б вы узнали, что соль состоит из частиц, называемых ионами. Ниже изображено строение монокристалла поваренной соли NaCl. Рисунки показывают одну и ту же модель со стороны грани монокристалла (а) и со стороны его угла (б). Ионы натрия и хлорид-ионы условно изображены в виде шариков разного цвета.

_?_

Слева и в центре показана так называемая шаровая модель строения кристалла. Справа – модель кристаллическая решётка, показывающая расположение центров частиц в кристалле (в).

Движение частиц кристаллов. В молекулярно-кинетической теории считается, что частицы кристаллов постоянно колеблются около положений равновесия. Размах колебаний невелик по сравнению с размерами самих частиц, поэтому на фотографиях с экрана электронного микроскопа их отклонения незаметны. В модели «кристаллическая решётка» отражают именно положения равновесия частиц.

Колебательное движение – основное движение частиц кристаллов. Наряду с этим частицы могут перескакивать в другие места. Этим объясняется, что в кристаллах может происходить диффузия (см. § 7-в).

В природе не существует кристаллов без дефектов. Например, одна из частиц в ряду может отсутствовать. Следовательно в эту, так называемую, дырку, может перескочить частица из соседнего ряда. На её месте возникнет новая дырка и так далее.

Перескокам частиц способствует то, что в кристаллах бывают дефекты (см. рисунок). Рассмотрим один из дефектов кристалла – отсутствие в нём одной из частиц (а). В пустое место в ряду, в так называемую вакансию, может перескочить частица из соседнего ряда (б). В результате образуется новая вакансия. В неё может перескочить частица из другого ряда и так далее.

Источник

Поделитесь с другими:

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Читать по теме:

Интересные статьи: