Кристаллическое строение вещества

В твердых веществах атомы и молекулы могут быть расположены в геометрически правильном порядке или в хаотическом бес­порядке. Вещества, обладающие геометрически упорядоченным распо­ложением атомов или молекул, называют кристаллическими, а ве­щества с хаотическим расположением атомов или молекул - аморф­ными.

Кристаллические вещества образуют кристаллы совершенно определенной формы. Расположение атомов в кристалле можно представить в виде пространственной кристалли­ческой решетки, которая состоит из множества сопряженных друг с другом элементарных кристаллических ячеек. Кристаллические решетки классифицируются как по виду частиц, образующих ее, так и по форме элементарной ячейки. Геометрически возможны 14 ви­дов пространственных решеток, которые являются основой семи систем кристаллических решёток - сингоний: триклинной, моно­клинной, ромбической, тетрагональной, ромбоэдрической, гексагональной, кубической. Элементарные ячейки кристаллических систем представлены на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Элементарные ячейки кристаллических систем

Триклинная кристаллическая система .обладает наименьшей пространственной симметрией, так как все ребра элементарной ячейки различны и не составляют между собой прямого угла. Ку­бические кристаллы обладают наибольшей пространственной симмет­рией, так как все их ребра равны и составляют между собой прямые углы.

Наибольшее распространение имеет кубические решетки объемноцентрированные, гранецентрированные (рисунок 1.5).

Размеры кристаллической решетки характеризуются её парамет­рами.

Рисунок 1.5 - Элементарные ячейки кубической решетки.

Под параметром решетки понимают расстояние между ближайшими параллельными атомными плоскостями, образующими элементарную ячейку. Параметр кубической решетки обозначается буквой а и находится в пределах 0,28...0,6 нм. Для характеристики гексагональной решётки необходимо два параметра - сторона шестигран­ника а к высота призмы с.

В зависимости от вида частиц, образующих кристаллическую решетку, различают атомные, ионные, металлические и молекуляр­ные кристаллические решётки.

В аморфных веществах отсутствует строго упорядоченное расположение атомов. Аморфное тело - это затвер­девшая жидкость, которая образуется при быстром охлаждении. В результате быстрого охлаждения молекулы вещества не успевают сформироваться в виде кристаллов. В отличии от кристаллов амор­фные тела изотропны (одинаковые свойства во всех направлениях) по свойствам, не имеют определенной температуры плавления.

Некоторые вещества могут находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии (SiO₂), или иметь аморфно -кристал­лическое строение (ситалл, полимеры).