ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ

СТРОЕНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ТВЁРДЫХ ТЕЛ

Основным признаком твёрдых тел, отличающим их от жидкости и газа, является их малая текучесть, которая позволяет сохранять их форму под действием внешних сил. В кристаллических телах малая текучесть (величина, обратно пропорциональная вязкости) обусловлена строго упорядоченным расположением атомов в узлах кристаллической решётки, которая характеризуется высокой устойчивостью.

Кристаллические тела отличаются от аморфных. В аморфных телах упорядоченность сохраняется лишь в небольшом ансамбле атомов – существует ближний порядок, дальний порядок в аморфных телах отсутствует. По этой причине аморфные тела ближе к жидкостям, чем к кристаллам. Отсутствие дальнего порядка проявляется в переменной температуре плавления аморфных тел. В зависимости от степени упорядочивания системы конденсированные системы делятся на 5 типов.

ТИПЫ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМ

1. Жидкости – равновесные, изотропные (свойства не изменяются от направления воздействия), структурно неупорядоченные системы, обладающие способностью изменять форму.

2. Стёкла – квазиравновесные (условно), изотропные, структурно неупорядоченные системы, обладающие механическими свойствами.

3. Аморфы – сильно неравновесные, изотропные, структурно неупорядоченные системы, получаемые в экспериментальных условиях.

4. Жидкие кристаллы – это равновесные, анизотропные, частично структурно упорядоченные системы, обладающие текучестью.

5. Кристаллы – равновесные, структурно упорядоченные, анизотропные системы.

ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ

Идеальный кристалл – это результат повторения в пространстве одного и того же структурного элемента. С геометрической точки зрения повторяющееся расположение точек или частиц в кристалле представляется в виде параллельного перемещения, или операции трансляции:

где – вектор трансляции;

– векторы элементарных основных трансляций;

– произвольные целые числа.

Для двухмерной решётки:

.

(1): , ;

(2): , ;

(3): , ;

(4): , .

Точки на плоскости и в пространстве, полученные с помощью операции трансляции, образуют пространственную решётку Бравэ. В этой решётке около любой точки все другие расположены одинаково.

Существует множество типов решёток Бравэ. К двухмерным решёткам относятся косоугольная (параллелограмм), простая прямоугольная и центрированная прямоугольная, квадратная, гексагональная (ромб).

К трёхмерным решёткам относится кубическая, самая сложная решётка: триклинная. Параметры решётки характеризуются векторами основных трансляций ( ) и углами между ними (α, β, γ).

параметры	кубическая	триклинная
α, β, γ

Кристаллическая структура отличается от решётки Бравэ тем, что с каждой точкой решётки видна группа атомов, называемая базисом. Если базис содержит один атом, то решётки называют примитивными.

Решётка Бравэ + базис = кристаллическая структура.