A kristályok egyedi tulajdonságai. A kristályok legfontosabb tulajdonságai
Figyelembe véve a különböző kristályokat, látjuk, hogy mindannyian eltérőek, de ezek közül bármelyik szimmetrikus testet képvisel. És valójában a szimmetria a kristályok egyik fő tulajdonsága. Hívjuk a test szimmetrikusnak, amely egyenlő azonos alkatrészekből áll.
Minden kristály szimmetrikus. Ez azt jelenti, hogy minden kristályos poliéderben megtalálható a szimmetria síkja, a szimmetria tengelye, a szimmetria központok és a szimmetria elemei, hogy a poliédrészet azonos részei egymással kombinálva vannak. Bevezetünk egy másik koncepciót a szimmetria - polaritással kapcsolatban.
Minden kristályos polihedronnak van egy bizonyos szimmetria eleme. Az ebben a kristályban rejlő szimmetria összes elemének teljes készletét szimmetria osztálynak nevezik. A számuk korlátozott. A matematikai eszközök azt bizonyították, hogy a kristályokban 32 típusú szimmetria van.
Tekintsük a szimmetria típusát a kristályban. Először is, a szimmetria tengelyek csak 1, 2, 3, 4 és 6 megrendelések lehetnek kristályok. Nyilvánvaló, hogy a szimmetriatengely 5, 7. és a fenti megbízások nem lehetséges, mert egy ilyen szerkezet, atomi sorok és rácsok nem fogja kitölteni a teret folytonosan, kibocsátás merülnek fel, a rések között az egyensúlyi helyzete az atomok. Az atomok nem lesznek a legstabilabb pozíciókban, és a kristályos szerkezet összeomlik.
A kristályos poliéderben különböző szimmetriai elemek kombinációit találja - néhányan kevesen vannak, mások is sokat vannak. A szimmetria szerint először a szimmetria tengelyén a kristályok három kategóriába sorolhatók.
A legmagasabb kategóriában a legmodernebb kristályokat tartalmazza, rendelkezhetnek a 2, 3 és 4 rendelések többszörös szimmetriájának, a 6. sorrendben nincsenek tengelyei, amelyek a síkok és a szimmetria központjai is vannak. Ezek a formák közé tartoznak a kocka, az oktahedron, a tetraéder, stb. Mindegyikük közös jellemzője van: mindegyik irányban megközelítőleg ugyanaz.
A középső kategóriában lévő kristályok 3, 4 és 6 tengelyek lehetnek, de csak egy. A 2 megrendelés tengelyei némileg lehetnek, a szimmetria és a szimmetria központok síkjai is lehetségesek. Ezeknek a kristályok formái: prizma, piramisok stb. Közös vonás: éles különbség a szimmetria fő tengelye mellett és a szimmetria fő tengelyén.
A kristályoktól a legmagasabb kategóriába tartozik: gyémánt, kvarc, gránátok germánium, szilícium, réz, alumínium, arany, ezüst, szürke volfrám, vas; a középkori kategóriába - grafit, rubin, kvarc, cink, magnézium, fehér ón, turmalin, beryl; A gipsz, a csillám, a réz-szulfát, a szegélyezett só stb. Alkalmas sója. Természetesen az összes meglévő kristályt felsorolták ebben a listában, de csak a leghíresebb tőlük.
A kategóriák viszont hét Singoniusra oszthatók. Fordították a görög "Singonia" azt jelenti, hogy "sebész". A szimmetriával azonosított kristályokat szinonyba és tehát hasonló esztergáló szögekkel kombinálják a szerkezetben.
Először érdemes megemlíteni a kristályok két fő tulajdonságait. Az egyikük anizotrópia. Ezzel a kifejezéssel az iránytól függően a tulajdonságok változása. Ugyanakkor a kristályok homogén testek. A kristályos anyag homogenitása az, hogy a két rész azonos formájú és ugyanazon orientáció ugyanazok a tulajdonságok.
Beszéljen először az elektromos tulajdonságokkal kapcsolatban. Elvileg a kristályok elektromos tulajdonságait figyelembe vehetjük a fémek példáján, mivel a fémek, az egyik államban kristályos egységek lehetnek. Az elektronok, amelyek szabadon mozognak a fémben, nem tudsz kijutni, mert erre energiát kell költenie. Ha a sugárzó energiát töltik, akkor az elektron elválasztó hatás az úgynevezett fotoelektromos hatást okozza. Hasonló hatás figyelhető meg egyetlen kristályban. A kristály belsejében maradt elektron elektron pályája fémes vezetőképességet okoz az utóbbiban (belső fotovoltaikus hatás). A normál körülmények között (besugárzás nélkül) az ilyen vegyületek nem elektromos áramvezetők.
E. Bertolin a kristályok fényhullámainak viselkedésével foglalkozott, amely először megjegyezte, hogy a hullámok a kristályon áthaladnak. Egy nap, Bertalin vázolta az izlandi szilva Diográni sarkát, majd a kristályt a rajzokra helyezte, majd a tudós először látta, hogy minden sor megszakad. Többször kereste, hogy a Spaden összes kristálya megosztotta a fényt, csak akkor, amikor Bertaline írta egy igazolást "kísérletek egy kétrétegű izlandi kristályt, ami a csodálatos és rendkívüli refrakció felfedezéséhez vezetett" (1669). A tudós több országba küldte kísérleteinek eredményeit az egyes tudósok és akadémiák számára. Teljes bizalmatlansággal foglalkoztak. A Brit Tudományos Akadémia a tudósok csoportját kiosztotta, hogy ellenőrizze ezt a törvényt (Newton, Boyle, GUK stb.). Ez a hiteles bizottság véletlenszerűen elismerte a jelenséget, és a törvény nem létezik. A Bardina kísérletek eredményeit elfelejtették.
Csak 20 év után a keresztények Guygens megerősítette a Bertalina nyílásának helyességét, és kinyitotta a kétlépcsőt a kvarcon. Sok tudós, amelyet később ebben az ingatlanban folytatott, megerősítette, hogy nem csak az izlandi csere, hanem sok más kristály osztja a fényt.
Ne szét a fény kristályok a legmagasabb kategóriában, mint a gyémánt, a kő só, timsó, gránátok, fluorit. Általában sok tulajdonság anizotrópiája gyengébb, mint a fennmaradó kristályokban, és egyes tulajdonságok izotróp. Az alsó és középkategóriák összes kristályában, ha átlátszóak, a fény kettős fénytörése figyelhető meg.
A fénytörés miatt a fénysebesség különböző környezetben való különbség miatt merül fel. Tehát az üvegben a fénysebesség 1,5-szer kevesebb, mint a levegőben, ezért a refraktív tényező 1,5.
A kétrétegű ok oka a kristályok fénysebességének anizotrópiája. Egy izotróp hullámhálózatban a hullámok minden irányban különböznek egymástól, mintha a labda sugara van. A kristályok, fény és hang hullámok különböznek a nem kör, és a sebesség ezek a hullámok, ami azt jelenti, törésmutatókhoz különböző irányokba különböző.
Képzeld el, hogy a kristályban egy fénysugár a fénysugarak, az egyik úgy viselkedik, mint a "rendes", azaz. Minden irányban megy a labda sugara, a másik - "rendkívüli" - az ellipszoid sugara megy. Ilyen kristályban van egy olyan irány, amelyben nincs kétrétegű. A rendes és rendkívüli sugarak együtt járnak, a fénysugarat nem osztják meg. Ezt optikai tengelynek nevezik. Tehát viselkedjünk a közepes kategóriás kristályok fényével kapcsolatban, ezért optikailag egyértelműnek nevezik. A legalacsonyabb kategória kristályaiban a fény kettős refrakciót is tapasztal, de mindkét sugarak rendkívüli, mindkét fénytörési indexek minden irányban eltérőek, mindkettő ellipszoid sugarú. Az alacsony kategóriás kristályokat optikailag biaxiálisnak nevezik. A legmagasabb kategóriák kristályai, ahol a fény minden irányban a labda sugara mentén eltér, az úgynevezett optikailag izotróp.
A kétütemű kristályon áthaladva a fény hulláma nemcsak megoszlik, de mindegyik sugarak is polarizálódnak, két síkba helyezkednek el egymásra merőleges. A hullám hasonló módon viselkedik, mert Az atomrácson át kell mennie, amelynek rangja előtt fekszik. Ezért két hullámból szétesik egy kristályban, amelyben az oszcillációs síkok kölcsönösen merőlegesek.
A szilárd testek rugalmasságának, szilárdságának, felületi feszültségének ilyen tulajdonságait az atomok és a kristályok szerkezetének kölcsönhatása határozza meg. Az interatomiális kölcsönhatás erejének tanulmányozása például lehetséges, hogy meghatározzuk a rugalmassági modulus nagyságát, az anyag szilárdságát, a kristály kötődését és a felületi feszültségi együtthatót.
Így a szilárd testek jellemzői becsülik, de a legegyszerűbb módja ennek az ideális ionos kristályok számára a legegyszerűbb. Az ilyen kristályok rácsában a pozitív és negatív ionok alternatívak. Az értékeléshez először is meg kell találni az egység intertomiális kommunikációjának mennyiségét, amely ionos kristályokban a két ion közötti kölcsönhatás ereje határozza meg.
Az interatomiális kölcsönhatás erejének függése a szilárd testek atomok közötti távolságból a távolságtól a következő:
1) Vannak egyidejűek a vonzerő és a repuliser erő. A kapott interatomikus kölcsönhatás ereje e két erők összege.
2) A nyomóerő atomok közötti távolság csökkenésével jelentősen gyorsabban növekszik, mint a vonzerő erő, ezért van egy bizonyos távolság, amelyben a vonzás és a visszataszító erő ereje kiegyenlített, és a kapott erő nulla lesz. Az önmagának nyújtott kristályban az ionok R0 távolról helyezkednek el egymástól. Ha az atomok közötti távolság kisebb, mint az egyensúly (R kisebb, mint R0), a visszataszító erő érvényesül, ha (R nagyobb, mint R0), akkor a vonzerő ereje érvényesül.
Ezek a tulajdonságok a atomok közötti erőkkel, lehetővé teszik, hogy feltételesen fontolóra alkotó részecskék kristály szilárd rugalmas golyót kölcsönhatásban áll egymással. A kristály nyújtásának deformációja a szomszédos golyók központjainak és a vonzerő erők dominanciája közötti távolság növekedéséhez vezet, valamint a tömörítés deformálása - a távolság csökkenéséhez és a visszataszító erők túlsúlyához.
Az erősségi korlátot általában a legnagyobb feszültségnek nevezik, amely ellenáll az anyagnak, nem pusztítva. Ha a minta feszültség, akkor a szakítószilárdságot az interatomikus vonzerő erejének maximális értéke határozza meg, a keresztmetszeti terület egységenként, a nyújtási irányra merőleges.
Az interatomiális kölcsönhatás eredménye eléri a maximális értéket, amikor az atomközpontok R1 távolságra vannak egymástól. Ha a nyújtás még nagyobb mértékben növekszik, az interakciós erők olyan kicsiekké válnak, hogy az atomok közötti kapcsolatok megszakadnak.
Kis orsó, de értékes
(A Torrichelli kutatásról olvasható
Csodálatos francia gondolkodó, író és tudós Blaze Pascal, a kortárs Torricelli, rájött, hogy az ilyen jelentési edények alapján könnyű létrehozni egy hatalmas "folyékony" daru vagy hidraulikus sajtót.
Ehhez az egyik jelentési csövek átmérőjét sokkal kevesebbet kell tenni, mint a másik. Ezután a kis csőre viszonylag kis nyomás segítségével mozgathatja a folyadék nehéz tömegét a másik hajóban!
A Pascal által javasolt elv a legmodernebb hidraulikus gépeket és eszközöket alkalmazzák, hogy nagyon nagy nyomást kapjanak, különösen az "erőszakos" hidrogén-vegyülethez fémekkel.
Tehát mégis nem ismeri a testek atomi és molekuláris szerkezetét, a múlt tudósai megmutatták az olyan anyagok viselkedésének csodálatos jellemzőit, amelyeket sikerült megmagyarázni csak a XX. Században ...
Az anyag mechanikai tulajdonságainak ellenőrzése komplex szerkezetekhez, forró állapotban feszül.
A szilárd testben az atomok szinte nem változtatják meg a helyeket, hacsak természetesen nem melegítik meg. A fűtés nagymértékben növeli az atommozgások sebességét és terjedelmét az egyensúlyi pozíciók közelében. Magas hőmérsékleten a szilárd anyag megolvadhat, vagy akár elpárologtatható.
A szilárd testek speciális csoportja kristályok, ahol az atomok szigorú geometriai sorrendben vannak elosztva. Számos lehetőség van arra, hogy az atomokat a megfelelő sorokba rendezzék, rangsorolják és alkotják a különböző geometriai formákat, bár a múlt században, az orosz tudós E, S. Fedorov, a Crystal Lattice Rivne legstabilabb tervei . Fedorov elméletének minden későbbi ellenőrzése azt mutatta, hogy a természetben nincs más, a Fedorov stabil kristályszerkezetek által előre jelzettek.
A kristályok belső szerkezetének szigorú gyakorisága nagyon hasznos volt a modern technológiához.
A szabad elektron, amely a hőmérséklet vagy a fény hatása alatt álló kristályban jelent meg, sok távolságot tud átutalni, mint a szokásos szilárd testben, ami nagyon fontos a rádiómérnöki eszközök létrehozásakor.
A természetben meglévő változatos kristályok! Hó, aki a bokrok és a fák között fekszik, szintén apró kristályokból áll.
A fény mélyreható a kristályba, mint az azonos kémiai összetétel szilárd testében, de véletlenszerű, kaotikus nukleáris csoportokból áll egymásra. És ezt a tulajdonságot széles körben használják az optikában - a legjobb lencsék és prizmák természetesen kristályokból készülnek.
A kristályok megtalálhatók, amelyekben az ellenkező jel elektromos töltései a különböző arcok nyomáskérelme után fordulnak elő. És fordítva - az elektromos áram átvitele után ezek a kristályok sokat tömöríthetnek vagy bővíthetnek.
Ilyen csodálatos kristályok hívják piezo-kristályokMost már széles körben használják az elektronikus technológiában - végül is, még a hanghullám nyomása is okozza az elektromos töltések megjelenését és áramát, amely könnyen észlelhető és vezetékek által továbbítható ...
A kristályok tulajdonságai
Az így hasznos kristályok tulajdonságainak mély vizsgálata azt mutatta, hogy az atomok meglehetősen szabad mozgása lehet. Ezenkívül különböző hiányosságokat találtak a kristályokban, megsértése a kristályrács, az üresség, az atomnyírás helyes szerkezetében. Ezekkel a szerkezeti rendellenességek, külföldi szennyezések, az idegen fém vagy gáz zárványok lehet elég mélyen a kristály, különösen, ha azt nyert oldat vagy az olvadék a forrás anyag.
Ezért az igazi kristályok erőssége a leggyakrabban több tízben van, és még több százszor kevésbé erősebb, amit elméleti számítások kellene.
Crystal-bajusz, 150-szer emelkedett. Lakások grafitszálakkal, üvegekkel és polimerekkel Crystal bajuszral Új anyagok, fény és nagyon tartósak.
Mintegy húsz évvel ezelőtt, több laboratóriumban a világ, figyelmes kutatók fedezték fel a mikroszkóp alatt, hogy a kis „koldulás” spontán nőnek a felszínen sok kristályok. De az atomi skálán egy felhőkarcoló, ahol a magasság több tíz és több százszor az alap szélessége.
Apró bajusz kialakulása (vagy, ahogyan most hívják fitovoid kristályok) Ez az atomok jogosulatlan mozgása miatt következik be a kristály felületén. Végtére is, a felületi atomok által indukált elektromos csatlakozások csak az egyik oldalon - a mélység a kristály, és ez néha ad nekik a lehetőséget, hogy szakít a szomszédok és mozog. Az ilyen vándorló atomok elkezdődnek a felületen lévő véletlen kiemelkedéssel és körülvéve. A kiemelkedés növekedése általában a hélixen történik. A kúp torony van kialakítva, emlékeztetve az emlékművet a műemlék a III International, a szimbólum a Brotherhood of Peoples, melynek projektje végeztünk a huszadik évében a század kiemelkedő művész és designer Vladimir Tatlin, a közelmúltban a projekt a műemlék a Képzőművészeti Múzeum csarnokaiban láthatók. Puskin Moszkvában.
Érdekes növekedési mechanizmus kristály-bajuszDe a leginkább szokatlan, hogy ... a hibák teljes hiánya. Az apró kristályok szilárdsága több százszor nagyobb, mint a masszív kristályok erőssége, amelynek felszínén emelkedtek, és teljesen megfeleltek az elméletinek.
Emlékszem, amikor a hatvanas évek elején megjelenik a menetes kristályok munkájának áttekintése az egyik folyóiratban, számos látogató kezdett eljutni a laboratóriumunkba. Néhányan érdekeltek az új anyagok egyedülálló tulajdonságai, mások aggódtak a radiotechnikai rendszerekben a kristályok "nem tervezett" növekedésének lehetőségét, ahol az ilyen mohó az elektronikus eszközök hirtelen meghibásodásához vezethet.
Nagy öröm, a fonalas kristályok megnyitása mindenkit olyan személynek okozott, aki tartós és könnyű építőanyagokra van szüksége. A fit-alakú kristályok mászni kezdtek a polimer szálakba, csatlakoznak a fémekhez, hogy kötéleket, szalagokat és példátlan szilárdságot és tartósságot kapjanak.
Az anyagrészecskék geometriailag természetes elrendezése kristályszerkezetekben, végül röntgensugarakkal készült, minden modern kristályosodáson alapul. De a kristályok szerkezetének rácsának elmélete hosszú volt az X-REYANALYSIS. Auguste Brave legnagyobb kristályjai, L. Zheke, E.S. Fedorov, A.senflis, és mások adták az elmélet matematikai fejlődését. A röntgen sugarak alkalmazása empirikusan megerősítette spekulatív konstrukciók helyességét.
A kristályszerkezet elmélete 1912-ig a kristályos állapot néhány jellemzőjén alapult, amelyet kísérletileg rögzítettek. Ezek a kristályok legfontosabb tulajdonságai a következők:
1. studito. Ez egy rögzített elrendezés egy másik barátja. Az amorf anyagban kristályok fragmensei vannak, de idővel ezek a fragmensek megsemmisülnek. Több száz évvel az ablakokban, például változások és "áramlás" előfordulnak.
2. Roodiness vagy homogenitás. Kísérleti adatok szerint egy homogénnek nevezhető ilyen testnek, amely minden kötetében ugyanazokat a tulajdonságokat érzékeli. A kristályok homogenitását a tulajdonságainak párhuzamos irányításával állítják elő. Az azonos szerkezetű kristálytestnek minden webhelyén azonosnak kell lennie. Nem veszi figyelembe az idegen szennyezést, a külső hatásokhoz kapcsolódó valódi kristályok felvételét és hiányosságait.
3. Anicalotropy - (lefordítva "AN" -n, "Izos" -vnodno, "Stroofos" -diections, azaz nem-rezidensek). Az anizotropot ilyen homogén testnek nevezik, amely ugyanolyan tulajdonságokkal párhuzamos irányban van, a párhuzamos irányban egyenlőtlen tulajdonságokkal rendelkezik. A szerkezet rácsának köszönhetően ugyanazok az atomok (ionok, molekulák) szigorúan egyenlően kell elhelyezniük, ugyanolyan időközöket alkotnak egymás között. Ezért a kristályok tulajdonságainak azonosnak kell lenniük az ilyen irányokban. A nem párhuzamos irányok szerint az általános esetekben lévő részecskék különböző távolságokon szétesnek egymástól, aminek következtében az ilyen irányok tulajdonságainak eltérőnek kell lenniük.
Például, Mica. Az ásványi anyag kristálylemezei könnyen csak lamellencsével párhuzamos síkokban hasíthatók. A nyálkötések keresztirányú irányában sokkal nehezebb.
Egy másik példa az anizotrópia jelentése dysten ásványi (Al 2 O), azzal jellemezve, hogy egy élesen különböző keménységű egyenlőtlen irányban. A dysteshen kristályok meghosszabbítása mellett a kés penge könnyen karcolódik, a merőleges nyúlás irányába, a kés nem hagy semmilyen nyomot.
1. ábra. Crystal Dystenna
Ásványi cordieritis (mg 2 AL 3). A Cordierite Crystal három különböző irányban különbözik egymástól. Ha ilyen kristályvágó vágott kocka van szélekkel. Ezekre a területekre merőleges, átlósan átlósan (a tetejéről a felsőig szürkés-kék színű, a kocka-sárga irányba, a függőleges - indigó-kék szín irányába.
2. ábra. Cordieritisből faragott kocka.
Kristálysó, amelynek kocka alakja van. Az ilyen kristályból különböző irányba vághatsz rudakat. Három közülük merőleges a kocka széleire, párhuzamosan az átlós. Kiderült, hogy a különböző erőfeszítések szükségesek a szünet ezen rudak: szakítási erőt az első rúd (függőleges tengelye mentén) van kifejezve 570 g / mm 2, a második (vízszintes átlós) - 1150 g / mm 2, és A harmadik (átlós a tetején a csúcsra) - 2150 g / mm 2. (3. ábra)
A fenti példák kivételesek saját jellegükben. De útján pontos vizsgálatok, lehetett arra következtetni, hogy az összes kristály egyik vagy másik volt anizotrópia.
A szilárd amorf formációk is homogének lehetnek, sőt anizotróp (például az anizotrópia) is megfigyelhető a szárítás vagy a szárítás során). De semmilyen körülmények között, az amorf testek maguk is sokoldalú formát ölthetnek.
Előadás 16.
A kristályok fizikai tulajdonságai
A szilárd testek szerkezetének és fizikai tulajdonságainak tanulmányozása szilárd fizikával foglalkozik. Megállapítja a függőség a fizikai tulajdonságok, az atomi az anyag szerkezetének, fejleszt módszerek megszerzésének és a tanuló új, kristályos anyagok meghatározott jellemzőknek.
A kristályok fizikai tulajdonságait meghatározzák:
1) a kristályokban szereplő kémiai elemek jellege;
2) kémiai kötés típusa;
3) a szerkezet geometriai jellege, azaz az atomok kölcsönös elrendezése a kristályszerkezetben;
4) A szerkezet tökéletlensége, azaz a hibák jelenléte.
Másrészt általában a kristályok fizikai tulajdonságai általában megítéljük a kémiai kötés típusát.
A kristályok erőssége a mechanikai és termikus tulajdonságaik általi legegyszerűbb módja. Az erősebb kristály, annál nagyobb a keménysége és annál magasabb az olvadáspontja. Ha megvizsgáljuk a változás a keménység a összetételének változása az azonos típusú, azonos típusú és hasonlítsa össze a kapott adatokat a megfelelő értékek olvadáspontokhoz, akkor a „párhuzamosság” látható a változás ezen Tulajdonságok.
Hadd emlékeztessem arra, hogy a kristályok fizikai tulajdonságainak leginkább jellemző jellemzője szimmetria és anizotrópia. Az anizotróp közeget a mért tulajdonság függvénye jellemzi a mérési irányból.
Már elmondtuk, hogy a Crystalochemistry szorosan kapcsolódik a kristályhoz és a fizikához. Ebből kifolyólag, a kristályfizika fő feladata (A kristályosodás szakasza A kristályok fizikai tulajdonságainak tanulmányozása) a kristályok fizikai tulajdonságainak mintáinak vizsgálata a szerkezetükből, valamint ezeknek a tulajdonságoknak a külső hatásoktól való függése.
Az anyagok fizikai tulajdonságai két csoportra oszthatók: szerkezetileg érzékeny és strukturálisan érzéketlen tulajdonságok. Az első függ a kristályok atomszerkezetétől, a második - főként az elektronikus szerkezetből és a kémiai kötés típusából. Az első példa mechanikai tulajdonságként (tömeg, sűrűség, hőteljesítmény, olvadáspont stb.), A második hő- és elektromos vezetőképesség, az optikai és egyéb tulajdonságok példája.
Így a szabad elektronok jelenléte által okozott fémek jó elektromos vezetőképessége nemcsak kristályokban, hanem olvadt fémekben is megfigyelhető.
A kommunikáció ionos jellege nyilvánvaló, különösen abban a tényben, hogy sok sót, például alkálifémhalogenideket oldunk poláris oldószerekben, disszociálják az ionokat. Az oldhatóság hiányának azonban azonban nem szolgálhat bizonyítékként a nem poláris kapcsolat jelenlétére. Így a kötési energia például az oxidok olyan nagyobbak, mint a lúgos halogenidek energiája, hogy a víz dielektromos állandója már nem elegendő az ionok szétválasztásához a kristályból.
Ezenkívül egyes vegyületeket, főként a homeopoláris kommunikációs típusú, a poláris oldószer nagy dielektromos állandójának hatása alatt az oldatban disszociálhatjuk, bár a kristályos állapotban ionos vegyületeknél nem lehetnek (például, NSL, HBR).
A heterodesszes vegyületekben bizonyos tulajdonságok, például a vegyületek mechanikai szilárdsága, csak egy (gyengébb) típusú kommunikációtól függ.
Ezért a kristályt egyrészt szakaszosan (diszkrét) környezetnek tekinthetjük. Másrészt a kristályos anyag szilárd anizotróp közegnek tekinthető. Ebben az esetben a fizikai tulajdonságok, amelyek egy bizonyos irányban nyilvánulnak meg, függetlenek a műsoroktól (transzfer). Ez lehetővé teszi, hogy leírja a fizikai tulajdonságok szimmetriáját a szimmetriás pontcsoportok segítségével.
A kristály szimmetriájának leírása, csak külső formát veszünk figyelembe, azaz a geometriai ábrák szimmetriáját vizsgáljuk. A P. Curi azt mutatta, hogy az anyagi ábrák szimmetriáját egy végtelen számú pontcsoport írja le, amely a határértékben a szimmetria hét hét korlátcsoportja (egy forgó kúp, álló kúp, álló kúp, forgó henger, A rögzített henger, a forgó felületi pontok golyója, családi család).
Limit Point csoportok - Curie csoportjai -hívja a végtelen megrendelés tengelyeit tartalmazó dot csoportokat. Csak hét határérték: ¥, ¥ mm, ¥ / m, ¥ 22, ¥ / mm, ¥ / ¥ / ¥ mm.
A kapcsolat a pont szimmetria a kristály és a szimmetria a fizikai tulajdonságai úgy formáltuk, a német fizikus F. Neumann: a fizikai tulajdonságokra vonatkozó anyag észleli az azonos típusú szimmetrist, mint kristályos formáját.Ez a rendelkezés Neuman elve.
Diák F. NEMAN Német fizikus V. Faigt szignifikánsan tisztázta a meghatározott elveket, és a következőképpen fogalmazta meg: A fizikai tulajdonságok szimmetriájának csoportja tartalmaznia kell a kristályszimmetria csoport pontjának összes elemét.
Tekintsünk a kristályok fizikai tulajdonságait.
Kristálysűrűség.
A sűrűsége az anyag függ a kristályszerkezete az anyag, a kémiai összetétele, a csomagolás együttható az atomok, vegyértékű és a sugarak a részecskék.
A sűrűség a hőmérséklet és a nyomás változása változik, mivel ezek a tényezők az anyag bővítését vagy tömörítését okozzák.
A struktúra sűrűségének függését a három Al2SIO5 módosítás példájával igazolhatjuk:
· Andalúzia (r \u003d 3,14 - 3,16 g / cm3);
· Sillimanitis (R \u003d 3,23 - 3,27 g / cm3);
· Kianit (r \u003d 3,53 - 3,65 g / cm3).
A kristályszerkezet csomagolási együtthatójának növekedésével az anyag sűrűsége nő. Például, ha a grafit polimorf átmenete egy gyémántban, a 3-4 szénatomos szénatomok koordinációs számában változik, 2,2-3,5 g / cm3 sűrűsége ennek megfelelően növekszik.
A valódi kristályok sűrűsége általában kisebb, mint a becsült sűrűség (ideális kristályok) a struktúrák hibáinak jelenléte miatt. A gyémánt sűrűség például 2,7 - 3,7 g / cm3 tartományban ingadozik. Így a kristályok valódi sűrűségének csökkentése érdekében megítélhetjük a hiányosságuk mértékét.
A sűrűség változik, és a változás a kémiai összetétele az anyagnak izomorf helyettesítést - során az átmenet az egyik tagja egy izomorf sorban a másikra. Például számos olivin (Mg., Fe.2+ )2[ SIO.4 ] A sűrűség növekszik, ahogy a MG2 + kationok a Fe2 + R \u003d 3,22 g / cm3 a Forszterit helyébe. Mg.2 [ SIO.4 ] r \u003d 4,39 g / cm3 a Faianita-ban.
Keménység.
A keménység alatt a kristály ellenállásának foka külső hatással van.A keménység nem fizikai állandó. Az értéke nemcsak a vizsgált anyagtól, hanem a mérési feltételektől is függ.
A keménység függ:
· Szerkezet típusa;
· Csomagolási együttható (fajlagos gravitáció);
· Kristály-ionok töltése.
Például a polimorf módosítások CACO3 - kalcit és aragonit - a sűrűség 3 és 4, és különbözik a struktúrák különböző sűrűségében:
· KEC \u003d 6 - R \u003d 2,72 kalcit szerkezethez;
· Az aragonitis szerkezetére a KEC \u003d 9 - R \u003d 2,94 g / cm3).
Számos ugyanolyan kialakított kristályban a keménység növekszik a növekvő díjaknál és csökkenti a kationok méretét. A kielégítően nagy anionok, mint az F-, OH-, H2O molekulák jelenléte csökkenti a keménységet.
A kristályok különböző formáinak határai eltérő retikuláris sűrűséggel rendelkeznek, és eltérnek a keménységükben. Így az oktahedron (111) határai, amelyek nagyobb retikuláris sűrűségűek, a kocka széleihez képest (100) a legnagyobb keménységgel rendelkeznek a gyémántszerkezetben.
A deformáció képessége.
A kristálynak a műanyag deformációra való képességét elsősorban a szerkezeti elemek közötti kémiai kötés jellege határozza meg.
Kovalens kommunikációSzigorú orientációval az élesen gyengülnek már az atomokhoz képest kisebb elmozdulásokkal. Ezért a kristályok kovalens kötés típusú (SB, BI, AS, SE stb.) Nem mutatják a műanyag deformáció képességét.
Fémkommunikációnem célja az atomok elmozdulása egymáshoz viszonyítva gyengén változik. Ez határozza meg a fémek nagyfokú fertőzését (pitching). A legtöbb drár olyan fémek, amelyek struktúráit a köbös sűrűségű csomagolás törvénye, amelynek négy iránya a fedélzeti rétegek. Kevésbé kovácsolt fémek hexagonális szűk csomagolással - a denzív rétegek egyik irányával. Így többek között a polimorf módosulatok vas A-Fe és B-FE, keménysége szinte nem rendelkeznek (az I. típusú rács), míg a G-Fe köbös sűrű csomagolás (grazent köbös rács) - Making fém, mint CU, PT, AU, AG stb.
Ion kommunikáció Nem számít. Ezért a tipikus ionos kristályok (NaCl, CAF2, CATE stb.) Ugyanaz a törékeny, mint kristályok kovalens kötéssel. De ugyanakkor nagyon magas plaszticitással rendelkeznek. Csúsztassa őket bizonyos kristályos irányok opciójával. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a szerkezet a kristály kiválasztáshoz szemek (110) által képezett vagy egy Na + ionok vagy Cl -ionok. A képlékeny alakváltozás, egy lakásban rács mozog viszonylag szomszédos oly módon, hogy a Na + ionok csúszni Cl -ionok. A szomszédos hálózatok töltési díjak varianciája megakadályozza a megszakadást, és párhuzamosan maradnak a kezdeti helyzetükkel. Ezen rétegek mentén csúszás az atomok helyszínén, és a legegyszerűbb.
A kristályok termikus tulajdonságai.
A termikus vezetőképesség szorosan kapcsolódik a szimmetriához. A legegyszerűbben a következő élményben bizonyítható. Göndör egy vékony réteg paraffin három kristály: Kuba, hatszögletű prizma, közvetlen párhuzamos. A vékony forró tű széle megérinti a kristályok mindegyik arcát. Az olvasztási foltok körvonalai szerint lehetőség van arra, hogy megítélje a hőtermelés sebességét az arcok síkjain különböző irányokban.
A köbös egy kristályon az olvasztási foltok körvonalai minden élen kör alakúak lesznek, amely ugyanazt a sebességet jelzi a hőeloszlás sebességét minden irányban a forró tű megérintésének pontjától. Az összes fokozatú kocka kristály körüli körök eszméjének foltja a szimmetriájához kapcsolódik.
A hatszögletű prizma felső és alsó szélei foltjai kör alakúak lesznek kör alakúak (a médiumi kategória fő tengelyére merőleges síkban a síkban lévő hő sebessége minden irányban megegyezik. A hatszögletű prizma szélén az olvadási foltok ellipszisek formájában lesznek, mivel a 2. sorrend tengelyei merőlegesek ezekre az arcokra.
A közvetlen párhuzamos (ortogonális syngony crystal) minden fokozatában az olvadási foltok ellipszis formájúak lesznek, mivel a 2. sorrend tengelyei merőlegesek ezekre a grafikonokra.
Tehát a kristály testének hőszaporodásának sebessége közvetlenül attól függ, hogy terjessze-e a szimmetria lineáris elemét. A Cubic Singonia kristályokban A hőtermelés felülete a gömb formájában van. Következésképpen a hővezető képességgel kapcsolatban a Cubic Singonia kristályok izotróp, azaz minden irányban egyenértékűek. A hővezető képesség felülete a középső kategória kristályai Ezt a forgás ellipszoidja (a fő tengelyével párhuzamos) fejezi ki. BAN BEN a legalacsonyabb catigor kristályaiaI A hővezető képesség minden felülete ellipszoid formája.
A hővezető képességű anizotrópia szorosan kapcsolódik a kristályos anyag szerkezetéhez. Tehát a leginkább sűrű atomrácsok és sorok megfelelnek a termikus vezetőképesség nagy értékeinek. Ezért a réteges és lánckristályok nagy különbségek vannak a termikus vezetőképesség irányában.
A hővezető képesség a kristály defektivitásának mértékétől is függ - a hibás kristályoknál alacsonyabb, mint a szintetikus. Az amorf állapotban lévő anyag alacsonyabb hővezető képességgel rendelkezik, mint az azonos összetételű kristályok. Például a kvarcüveg hővezető képessége lényegesen alacsonyabb, mint a kvarc kristályok hővezető képessége. Ezen a tulajdonságon a Quartz Glassware széles körű használata alapul.
Optikai tulajdonságok.
Minden egyes kristályos szerkezetű anyagot sajátos optikai tulajdonságokkal jellemezhetjük. Az optikai tulajdonságok szorosan kapcsolódnak a szilárd anyagok kristályos szerkezetéhez, szimmetriájához.
Az optikai tulajdonságokkal kapcsolatban minden anyag optikailag izotrópra és anizotrópra osztható. Az első magában foglalja a legmagasabb kategóriába tartozó amorf testeket és kristályokat, a második - minden más. Az optikai izotróp közegben a könnyű hullám, amely az elektromágneses jellegű keresztirányú harmonikus oszcillációk kombinációja, minden irányban ugyanolyan sebességgel terjed. Ugyanakkor az elektromos és mágneses mezők feszültségének ingadozásai is előfordulnak mindenféle területen, de a gerenda irányába merőleges síkban. Az iránya mentén a könnyű energiát továbbítják. Ezt a fényt hívják természetes vagy szennyezett (A. ábra, b).
Az optikailag anizotropiás médiában a különböző irányok hullámterjedési aránya eltérő lehet. Bizonyos feltételek mellett az úgynevezett polarizált fényAz elektromos és mágneses mezők vektorának összes oszcillációja szigorúan meghatározott irányban (rajzolás, g). Az ilyen polarizált fény viselkedésénél a kristályokban a polarizációs mikroszkóp segítségével a kristálytopikus vizsgálatok módszere alapul.
Dupla sugárzó fény kristályokban.
lineárisan polarizált az oszcilláció kölcsönösen merőleges karimájával. A könnyű bomlást két polarizált gerendába hívják dupla Beamplan vagy harapás.
A fény kötődését az összes Sinonius kristályaiban megfigyelik, kivéve a köbcétert. Az alsó és középkori kristályokban a harapás minden irányban fordul elő, kivéve az egyik vagy két irányt, az úgynevezett optikai tengelyek.
A Bondan jelensége a kristályok anizotrópiájához kapcsolódik. A kristályok optikai anizotrópiája azt mutatja, hogy a fénysugárzás sebessége különböző irányban különbözik.
BAN BEN a középső kategória kristályai Az optikai anizotrópia számos iránya közül egyetlen irány van - optikai tengelyamely egybeesik a 3., 4., 6. Rendelés szimmetriájának fő tengelyével. Ennek az irányban a fény leállt.
BAN BEN alsó kategória kristályok Két irány van, amelyen a fény nem osztott. Az ezen irányokra merőleges kristályok keresztmetszete egybeesik az optikailag izotróp szakaszokkal.
Az optikai tulajdonságokra jellemző strukturális jellemzők befolyásolása.
A kristályos szerkezetek rétegekkel deckapped atomok közötti távolság atomok belsejében a réteg meghaladja a távolság a legközelebbi atomok található a szomszédos rétegek. Hasonló rendelés a könnyebb polarizációhoz vezet, ha a fényhullám elektromos mezőjének feszültségvektorja párhuzamos a rétegek síkjával.
Elektromos tulajdonságok.
Minden anyag karbantartókra, félvezetőkre és dielektricsokra osztható.
Egyes kristályok (dielektrics) polarizálódnak a külső hatások hatása alatt. A dielektrika polarizációjának képessége az egyik alapvető tulajdonsága. A polarizáció egy olyan folyamat, amely a dielektrikus létrehozáshoz kapcsolódik az elektromos dipolák külső elektromos területének hatása alatt.
A kristályosodásban és a szilárd fizikában fontos elméleti gyakorlati értéket kaptunk piezoelektromos és pyroelektrikum.
Piezoelektromos hatás -a dielektromos kristályok polarizációjának megváltoztatása mechanikai deformációban. A felmerülő díjak nagysága arányos az alkalmazott erővel. A töltési jel a kristályszerkezet típusától függ. A piezoelektromos hatás csak az inverzió közepétől származó kristályokban történik, azaz poláris irányban. Például SiO2 Quartz kristályok, sphalerit (Zns).
Pyroelektromos hatás - Az elektromos töltések megjelenése néhány kristály felszínén, amikor fűtött vagy hűtve van. A piroelektromos hatás csak a dielektromos kristályok egyetlen poláros irányban, ellentétes végein, amelyeket nem lehet igazítani egy művelettel ennek a csoportnak a szimmetria. Az elektromos díjak megjelenése csak bizonyos, poláris irányok. Az e területekre merőleges élek különböző díjakat kapnak: az egyik pozitív, és a másik negatív. A piroelektromos hatás fordulhat elő kristályok tartozó egyik poláros szimmetria osztályok: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3m, 4mm, 6 mm.
A geometriai kristályosodásból következik, hogy a szimmetria közepén áthaladó irányok nem lehet poláris. Lehet, hogy a szimmetria síkjaira vagy az egyenletes sorrendben merőlegesek merőlegesek.
A pyroelektromos osztályban két alosztály megkülönböztethető. Az első magában foglalja a lineáris pyroelektricsokat, amelyekben a külső területen az elektromos polarizáció lineárisan függ az elektromos térerősségtől. Például Tourmaline Namgal3b3.si6 (O, OH) 30.
A második alosztály kristályait ferroelektricsnak nevezik. A polarizáció függése a belső térerősségen nem lineáris karakter, és a polarizabilitás a külső mező értékétől függ. A nemlineáris polarizációs függőség az elektromos térség erősségét a hiszterézis hurok jellemzi. A ferroelektrics ezen jellemzője magában foglalja az elektromos polarizáció megőrzését egy külső mező hiányában. Ennek köszönhetően a ferroelektromos só kristályai (így a ferroelektromos neve) megbízható elektromos energia és elektromos jelek felvevőként kiderült, ami lehetővé teszi számukra, hogy a "memóriakejtekben" használják őket.
Mágneses tulajdonságok.
Ez a képességek, hogy a testek kölcsönhatásba lépjenek egy mágneses mezővel, azaz mágneses, ha mágneses mezőbe helyezik őket. A mágneses érzékenység nagyságától függően megkülönböztetik a mágneses érzékenység, a diamágneses, paramágneses, ferromágneses és antiferroagnetikus kristályok nagyságát.
Az összes anyag mágneses tulajdonságai nemcsak a kristályszerkezetük jellemzői, hanem atomjaik (ionok) komponensei (ionok) jellemzői is függenek, azaz a mágnesességet a kagylók és a magok elektronszerkezete határozza meg Orbitális mozgás körülöttük elektronok (pörgetések).
Ha az elektronter mozgásának szögsebessége az orbitban a mágneses mezőn lévő mágneses mezőt megváltoztatja a mágneses mezőben, mivel egy további forgási mozgást alkalmaznak az elektronok kezdeti forgási mozgására a kernel körül, eredményeként amely az atom további mágneses pillanatot kap. Ebben az esetben, ha az atomban lévő ellentétes pörgetésekkel rendelkező elektronok párba vannak csoportosítva (A ábra), akkor az elektronok mágneses pillanatai kompenzálódnak, és a teljes mágneses pillanata nulla lesz. Az ilyen atomokat diamágnesesnek nevezik, és azokból álló anyagok - diamagnetika. Például, inert gázok, fémek alcsoportokra - Cu, Ag, Au, Zn, Cd, a legtöbb ionos kristályok (NaCl, CAF2), valamint olyan anyagok túlsúlyban kovalens kötés - BI, SB, GA, grafit. A rétegezett szerkezetek kristályaiban a rétegben fekvő irányok mágneses érzékenysége jelentősen meghaladja a merőleges irányokat.
Az atomok elektronikus kagylójával tele van, az elektronok páratlanul kell lenniük. Ezért vannak olyan nagy mennyiségű anyagok, mágneses momentuma az elektronok, az atomok, amelyek véletlenszerűen elhelyezkedő és hiányában egy külső mágneses mező, ezek nem fordulnak elő bennük spontán orientációját mágneses pillanatok (B ábra). A teljes mágneses nyomaték okozta független párban és gyengén kölcsönható egymással elektronok lesz állandó, pozitív vagy kissé nagy, mint a dielektrikumok. Az ilyen atomokat mágnesesnek és anyagoknak nevezik - paramagnets. Ha így paramágnes mágneses mező, a zavart háta szerez néhány orientáció, mint amelynek eredményeként három sorrendje nem kompenzált mágneses momentumokat megfigyelhető - háromféle jelenség: ferromágnesesség (B ábra), antiferromágnesesség (D rajz) és Ferrimagnetizmus (D. ábra).
Ferromágneses tulajdonságokvannak olyan anyagok, amelyek az atomok (ionok) mágneses pillanatait (ionok) párhuzamosan irányítják, azzal az eredményt, hogy a külső mágneses mező több milliószor emelkedhet. A csoport neve a FE, NI, Co. alcsoportjában szereplő elemek jelenlétéhez kapcsolódik.
Ha az egyes párhuzamos atomok mágneses pillanatai egyenlőek, akkor az atomok teljes mágneses pillanata nulla. Az ilyen anyagokat hívják antiferromagnets.Ezek közé tartoznak az átmeneti oxidok - MNO, NIO, COO, FEO, számos fluorid, klorid, szulfidok, szelenidek stb.
A kristályszerkezet atomellenes pillanatainak egyenlőtlenségében a teljes pillanat különbözik a nullától, és az ilyen struktúrák spontán mágnesezéssel rendelkeznek. Az ilyen tulajdonságok rendelkeznek ferritek(FE3O4, GARNET GROUP MINERALS).
A munka szövege kép és képletek nélkül van elhelyezve.
A munka teljes verziója a "Work Files" lapon található PDF formátumban
Bevezetés
"Majdnem az egész világ kristályos.
A világ uralkodik kristály és szilárd,
egyenes törvények »
Akadémikus FERSMAN A.E.
Lehet-e otthon kristályok növekedni? Javítsd meg készségeidet és készségeit, manifeszt kreatív képességeit - mi lehetne relevánsabb egy modern iskoláslány számára? Meg akarom vizsgálni a képességeit, találni válaszokat a kérdésekre: mi? Hogyan? Miért? És ez a művelet kiválasztott témája, amely megadja ezt a lehetőséget: kitalálom! Megmagyarázza! Ez a munka az újdonság bizonyos aspektusával rendelkezik, mivel soha nem csináltam ilyesmit - a Crystal "Ros" a szememben, figyeltem és gondoskodtam róla. A prezentációm szerint "nő", kap egy kristályt - ez egy csoda!
A munka célja: Gress kristályokat otthon, és fedezze fel tulajdonságait.
Feladatok: 1. Vizsgálja meg az irodalmi forrásokból származó információkat a kérdésben.
2. Növelje a réz-szulfát sójából származó kristályt.
3. A külső feltételek hatásának tanulmányozása a példa szerinti kristályok növekedésére
mágneses mező;
4. Vizsgálja meg a termesztett kristályok fizikai és kémiai tulajdonságait.
A világnak sok érdekes és szokatlan. A földön néha ilyen formában vannak kövek, mintha valaki alaposan ivott, csiszolva, polírozott -tho kristályokat. Ők megtalálhatók az életünkben mindenütt, vonzza szokatlan és titokzatosságukat, ami érdeklődést okoz a megfigyelés és a tanulmány iránt. Vannak kristályok kicsi, keskeny és éles, mint a tűk, és hatalmas, mint oszlopok. Sok kristály tökéletesen tiszta és átlátszó, mint a víz. Nem csoda, hogy "átlátszó, mint kristály", "Crystal Clear".
A földön élünk, kristályokon sétálunk, kristályokból épülünk, folyamatosan kristályok a gyáraknál, a laboratóriumokban nőnek, széles körben használják a technikát és a tudományt, eszünk kristályokat, velük együtt kezelünk ...
A laboratóriumokban számos anyag mesterségesen egyedi kristályokat kapunk. Az óvintézkedések megfigyelése során néhány kristályt és otthon termeszthet, például a rézgőz túltelített oldataiból, az oldatból származó víz fokozatosan eltávolítása. Olyan módon, hogy a kristályaimat termesztettem, három szakaszra törve:
"Magvak" előkészítése.
A kristályok növekedésének megfigyelése.
A kristály fizikai és kémiai tulajdonságainak vizsgálata.
A kristályokkal végzett kísérletek eredményeinek feldolgozásához használt szoftverek: digitális mikroszkóp, digitális fényképezőgép, elektronikus mérlegek.
Programok: Microsoft Office Képkezelő, Microsoft fotófesték
Következtetések:
1. A réz-szulfát kristályait felemeltük: egyetlen kristály és polikristál (Druss).
2. A mágneses mezőben termesztett kristály szinte a rombusz megfelelő formájú.
3. A fizikai-kémiai tulajdonságokat vizsgáltuk: a réz-szulfát kristályai jól oldhatók vízben és rosszul alkoholban; A zöld árnyalatú láng megjelenése a rézionok (CUSO 4) jelenlétét jelzi, a mágneses mezőben termesztett kristály sűrűsége 2,07 g / cm3, a mágneses mezőn kívül - 2,04 kg / cm3; Az n \u003d 1,54 kristály törésmutatója; A kísérleti élményben lévő kristály a szigetelő egyértelműen kifejezett tulajdonságait mutatja, amely teljes mértékben megfelel az ionszerkezetű kristályok normál elektromos tulajdonságainak.
A kutatás következtében a probléma megoldódott: sikerült otthon kristályokat termesztünk a réz hangulatára.
A vizsgálat gyakorlati jelentősége az, hogy az általunk termesztett kristályok felhasználhatók a kémiai leckék, a fizika, a festmények, a színek, a kompozíciók, az ékszerek kialakítására, a divatos kristályokból stb. Az általunk termesztett kristályokból: Bross, díszített A képkeret és a gyertyaállvány, díszítette a dobozt. Munkánk eredményei Mi tükröződik az otthoni kristályok termesztésével kapcsolatos ajánlásokkal, és létrehozott egy előadást, amely szintén leckékben és tanórán kívüli tevékenységekben is használható.
1. fejezet Elméleti rész
Mi a kristály
A Crystal szó ("Crystalos") - görög származás. Az ókori görögök kristálynak nevezték, majd egy hegyi kristály, amelyet petrifficientnek tekintettek. Később, a XVII. Századtól kezdve minden olyan szilárd test, amelynek természetes formája egy sík poliéderre kezdett kristályokat hívni. A kristályok olyan szilárd testek, atomok vagy molekulák, amelyek bizonyos, megrendelt pozíciókat foglalnak el az űrben. Minden kristályban, minden szilárdanyagban a részecskék jobbra helyezkednek, egyértelműen épültek, szimmetrikus, helyesen ismételt mintázat. Bár van ez a megrendelés, van egy szilárd, kristály. Ezért a kristályok lapos arcokkal rendelkeznek. A kristályok különböző formájúak.
Kristályos szilárd anyag formájában található különálló egykristályok - egykristályok és formájában polikristályok képviselő felhalmozódása véletlenszerűen orientált kis kristályos - krisztallitok, más néven (kristályos) szemcsék. Tulajdonsága szerint az egyszeri kristályok különböznek a polikristáloktól. Egységes kristályok, egykristályok, van megfelelő geometriai forma, számukra jellemzi anizotrópia, azaz, a különbség a tulajdonságok különböző irányokba. A polikristálok különböző kristályokból állnak, izotróp. Itt például a réz hangulatú kristályok, amelyeket otthon termesztenek:
A kristály belső szerkezetének vizuális ábrázolásához képét kristályrács segítségével használják. A kristályrács az atomok, ionok vagy molekulák háromdimenziós elrendezése a kristályos anyagban. Attól függően, hogy milyen atomok találhatók, ez lesz akár egy gyémánt - egy szép, átlátszó, kemény a fény egy kő, vagy egy szürkés-fekete, puha grafit, amit látunk egy ceruzát.
A kristályrács típusától függően a kristályok 4 csoportra vannak osztva:
|
ión A kristályrács csomópontjaiban az ellentétes jel váltakozva ionjai. Elektrosztatikus interakciós erők |
Kovalens (atom) A rács csomópontjaiban a kvantum-mechanikai eredetű kovalens kötvények semleges atomok vannak. |
Molekuláris A rács csomópontokban pozitívan töltött fémionok vannak. A rács kialakulásakor a Valence elektronok gyengén kapcsolódnak az atomokhoz, az atomoktól elkülönítve és kollektivizáltak, azaz az egész kristály egészére tartozik. |
Fém A rács csomópontjaiban semleges molekulák vannak, amelyek között az interakciós erők az elektronok kölcsönös elmozdulása miatt következnek be. |
1.2.A termesztési kristályok a természetben.
Mindenki megfigyelheti, hogy felmerülnek, növekednek és fokozatosan változtassák meg a fagylaltos ablak üvegét. Kristályok nőnek . Mindig helyes, szimmetrikus poliedra, ha semmi sem zavarja őket növekedéssel. A kristályosítás különböző módon tartható fenn.
1 út : A kristályok növekedhetnek a gőzök kondenzációjakor - a hópelyhek és a hideg üvegen lévő minták.
2 út : Telített forró oldat vagy olvadék hűtése. Az olvadék kristályosítása magában foglalja a vulkáni kőzetek kialakulását. Ez azért van, mert a hűtőmillió évek ezelőtt, sok ásványi anyag jelent meg a Földön. "A megoldás" erre a "tapasztalatra" szolgált magma - olvadt tömegű sziklák a föld mélyén. Az osztott mélység felszínére emelve a magmát lehűtjük. Ennek eredményeként a hűtés, ami tovább tart, mint ezer éve, a nagyon ásványok, melyek megyünk amelyhez mászni képződnek. Ez a folyamat nagyon hosszú.
3 rács : A víz fokozatos eltávolítása telített oldatból. Amikor elpárologtatás ("szárítás"), a víz gőzré válik, és eltűnik. De a vízben oldott vegyi anyagok nem párolognak vele, és kristályokban rendezhetők. A legegyszerűbb példa egy só, amely a víz elpárologtatása során a sóoldatból származik. És ebben az esetben a lassabb víz elpárolog, annál jobb a kristályok. Olyan módon, hogy termesztettem a kristályomat.
Mágneses mező
A mágneses mező egy különleges anyag, amelyet az érzékek nem érzékelnek, láthatatlan. A mágneses mező a testek körül történik, hosszú időtartamú mágnesezés - mágnesek, testek saját mágneses mezőjével. A mágnesek fő tulajdonsága: vonzza a testet vasból vagy ötvözetein. Az állandó mágnes mindig két mágneses oszlopokkal rendelkezik: északi (n) és déli (ek). Az állandó mágnes legerősebb mágneses mezője a pólusaiban. Az azonos nevű mágneses pólusokat visszaszorítják, és a variancia oszlopok vonzódnak. A természetes (vagy természetes) mágnesek a mágneses vasalás darabjai. Kémiai összetételű, a FEO 31% -ával és 69% -a 2O 3.
2. fejezet. Gyakorlati rész.
Biztonsági szabályok:
Nagyon óvatosan kell dolgozni az anyagokkal.
A crupins semmilyen módon nem kell élelmiszertermékeket.
A speciális edényekhez szükséges kristályok termesztéséhez.
Miután dolgozott a réz erdei, győződjön meg róla, hogy a kezét szappannal mossuk.
A munka szakaszai:
"Magvak" előkészítése.
A kristályok növekedése és ellenőrzése.
A kristályok növekedési folyamatának különböző tényezők tanulmányozása (mágneses mező).
A kristályok kémiai és fizikai tulajdonságainak vizsgálata.
Mondd meg, és elfelejtem.
Mutasd meg, és emlékszem.
Adj nekem, hogy cselekedjek magam, és megtanulok.
Konfuciusz
2.1. Mágneses mező észlelése.
Mivel a mágneses mező láthatatlan, vas fűrészpor és mágnesek segítségével kimutatható. Egy kísérletet végezünk, amely megerősíti a mágneses mező létezését.
Berendezések: két íves mágnes, fém fűrészpor, papírlap.
A végrehajtás sorrendje: egy lapos réteggel ellátott vas-fűrészpor hímzett egy papírlapra, majd a különböző napokba helyezett mágnesekre helyezték. A fém fűrészpor bizonyos módon található.
Kimenet: A vas fűrészpor segítségével megkaptam a mágneses mező formáját. A vas-fűrészpor egy mágneses mezőben található az elektromos vezetékei mentén.
2.2. "Mag" főzés
|
Mit kell készíteni "mag": Berendezések: 0,5 bank, olló, selyemfonal, karton, papírszűrő, tölcsér szűréshez, hőmérő, vízszauna. Kémiai reagensek : desztillált víz, réz szulfát (1. függelék). |
||
|
2. Vágjon a kartonból a tartót, amelyhez a szálat összekapcsolja. Először elkészítjük a réz-szulfát telített oldatát. Ehhez egy pohár vizet helyezünk vízfürdőre, és egy kis réz hangulatporot szagolunk, folyamatosan keverjük. Teljes feloldódás után adjunk hozzá egy kis port, és jól keverjük. Így kaptuk a réz-szulfát telített oldatát. |
||
|
3. Súlyos az előkészített keverék egy napra. A következő napon túllépi a keveréket egy másik üvegre a szűrőn keresztül. |
||
|
4. Az első kristályok az üveg alján jelentek meg - mindegyiküknek más formája volt. Ezek tőlük volt, hogy kiválasztottuk azokat, akik jobban szeretik, és ez pontosabbak voltak. Maguként fogják használni. A kristályokat a szálra kötjük - ez egy mag. Az előre előkészített új megoldást átvisszük az edénybe, és ott merülnek fel a magot, fedjük le a papírt, és hagyj növekedni. |
||
A "mag" a kristályosítási központ, a kristályok növekedése a minőségétől függ.
2.3. A kristályok növekedéséhez egy mágneses mezőben és kívül.
A vizsgálathoz két azonos csészét állítottak elő ugyanolyan mennyiségű réz hangulatú oldattal. Egy bankot helyeztünk a mágneses mezőbe (használt állandó mágnesek) és a mágnesektől távol. Feltételek - Hőmérséklet és könnyű üzemmód, amelyben a dobozok voltak, ugyanazok voltak.
A kristály növekedésének és alakjának figyelemmel kísérése a mágneses mezőben és kívül
Megfigyelési eredmény: mágneses mezőben egy réz kénes egyetlen kristály nőtt, és a kristály BIZARRE-DRUZ-ben nőtt.
Kimenet. A kristály növekedési folyamata érzékeny volt a mágneses mező hatásaira. A kristály mély kék volt, és egy burkolatú párhuzamú alakja volt. A kristály oldalai simaak. Egy másik bankban a Druss 5-6 cm méretű. Fancy - szép alakú és gazdag kék színű. A körülvett kristályok között meg lehet különböztetni a rombusz alakú egyetlen kristályok (2. függelék) közötti megkülönböztetését.
2.4. Kémiai tulajdonságok
2.5. A kristályok sűrűségének mérése
A réz-szulfát kristályának sűrűsége azt a tényt határoztuk meg, hogy nem oldódik fel az alkoholban.
Felszerelés:elektronikus mérlegek, mérőhenger (Minzurka), alkohol.
Kimenet:a mágneses mezőben termesztett kristálysűrűség - 2,07 g / cm3, és a mágneses mezőn kívül - 2,04 g / cm3. (összehasonlítható táblázatos adatokkal)
2.6. A kristály törésmutatójának mérése.
Az optikai tulajdonságok fontosak a kristályok leírásában és azonosításában. Ha a fény az átlátszó kristályra esik, részben tükröződik, és részben a kristály belsejében halad. A kristályból visszaverő fény fényt és színt biztosít, és a kristályba áthaladó fény olyan hatásokat hoz létre, amelyeket optikai tulajdonságokkal határoz meg. Amikor a ferde fénysugarat a levegőből a kristályba mozgatja, a szaporítási arány csökken; A leeső sugár eltér, vagy le van tiltva. A SIN szöge csökkenő szögének hozzáállása a törésszög bűnéhez az érték állandó, és a törésmutatónak nevezik. Ez a kristály optikai jellemzői legfontosabb, és nagyon pontosan mérhető.
A törésmutató méréséhez egy fénysugárral egy résszel áthaladtunk a képernyőn. Elhelyezés egy kristály az utat a fényt, amit jelzett a két pontot a bejáratnál, és a kilépő a fény a kristály, akkor csatlakozott hozzájuk. Azáltal, hogy a további konstrukciók, mértük a ray ejtési szöget, a refraktív szög és a következő képlet segítségével számítottuk ki a törésmutatója a kristály termesztett a mágneses mezőben.
2.7 . Elektromágneses tulajdonságok
Látható sugárzás kísérletezése után ellenőriztük a kristály képességét a rádióhullámok elnyelésére, azaz Láthatatlan sugárzás. Ehhez csomagoltuk az alumínium fólia konzolt, amely nem hagyja ki a rádióhullámot. A bekapcsológombra kattintott, de a tábla nem kapcsol be. Aztán kinyitotta a keskeny nyílás a folyosón a sugarak, ismét megnyomja a bekapcsoló gombot, és a tábla be van kapcsolva.
A tábla kikapcsolásakor megismételtük meg, hogy megpróbáltuk magukban foglalni, de ezúttal a CURP Crystal emitterje zárva volt. Ha rákattint a bekapcsológombra, a tábla nem kapcsol be.
Kimenet: A kristály vastagsága 15 mm, akadályozza a radióda hullámokat.
2.8. Tanulmány az elektromos vezetőképességről
Az elektromos vezetőképesség bizonyos testek tulajdonsága az elektromos áram elvégzéséhez. Minden anyagot vezetőképes elektromos áramra (vezetők), félvezetők és dielektrics (szigetelők) osztanak fel.
A kapott kristály elektromos vezetőképességének feltárása során a villanykörte használtuk az elektromos áram áthaladását. Ha az áramkörben lévő áram van - a fény világít, ha nem - nem ég. 4,5 V értékű feszültséget nyújtottak be.
Kimenet:A kísérletben lévő kristály a szigetelő tulajdonságait mutatta, a villanykörte nem volt meggyulladt, amely teljes mértékben megfelel az ionszerkezetű kristályok normális elektromos tulajdonságainak.
Következtetések:
A hagyományos iskolában fizikai laboratóriumi berendezés segítségével, emeltük kristályok telített oldatából réz vitriol módszerével párolgás, megfigyelt növekedésük mágneses térben, és azon kívül, számított fizikai jellemzői, és kémiai tulajdonságok vizsgáltuk.
1. Felemeltük a réz-szulfát kristályait: egyetlen kristály és polikristál.
2. A mágneses mezőnek bizonyos hatása van a kristályok növekedésére, a mágneses mezőben termesztett kristály szinte a rombusz megfelelő formájú.
3. A fizikai-kémiai tulajdonságokat vizsgáltuk: a réz-szulfát kristályai jól oldhatók vízben és rosszul alkoholban; A zöld árnyalatú láng megjelenése a rézionok jelenlétét jelzi, azaz azaz a jelenlétét, azaz Cuso 4; A mágneses mezőben termesztett kristály sűrűsége 2,07 g / cm3, a mágneses mezőn kívül - 2,04 kg / cm3; Az n \u003d 1,54 kristály törésmutatója; A kísérleti élményben lévő kristály a szigetelő jól kiejtett tulajdonságait mutatja, amely teljes mértékben megfelel az ionszerkezetű kristályok normál elektromos tulajdonságainak.
Következtetés.
A kutatási munka megnyitotta a kristályok csodálatos világa számomra. A prezentációmban kapja meg a kristályt, hogy hozzon létre egy csodát. Számomra ez egy új és szokatlan üzlet. Ezt megelőzően nem tudtam -, hogy sikerül, hogy a "szerző" kristályaim hogyan fognak kinézni, és mit kell tenni velük. A kristályok tanulmányozásakor meg voltam győződve: A tulajdonságaik olyan sokszínűek, hogy csak néhányat tudnánk felfedezni. De a legfontosabb dolog - találtuk meg ezeket a kristályokat. Az általunk termesztett kristályok felhasználhatók a kémiai leckék, a fizika bemutatására. A kristályok magukat, tettünk egy bross, díszített keret a fényképek és a gyertya állvány, díszített koporsó (3. melléklet). Munkánk eredményei Mi tükröződik az otthoni kristályok termesztésével kapcsolatos ajánlásokkal, és létrehozott egy előadást, amely szintén leckékben és tanórán kívüli tevékenységekben is használható.
A tanulmányok eredményeként megoldottuk a problémát: sikerült a réz hangulat kristályai otthon. Magabiztosan mondhatom, hogy a kristályok termesztése a művészet!
Ez a téma nagyon érdekes volt. A kristályok világa csodálatos és változatos volt. Ennek eredményeképpen más olyan kérdések történtek, amelyek további mélyebb tanulmányt igényelnek. Ezért azt tervezzük, hogy továbbra is tanulmányozzuk ezt a témát.
A fizika csodálatos tudomány, és lépésről lépésre meg kell ismernie.
A kristályok termesztéséhez csak frissen elkészített oldatokat használjon.
Csak tiszta ételeket használjon.
Ügyeljen arra, hogy szűrje az oldatot.
A kristályos nem lehet a növekedés nélkül, anélkül, hogy különleges okból eltávolítaná az oldatot.
Ne engedje, hogy a szemetet telített oldathoz. Ehhez fedjük le szűrőpapírral.
Rendszeresen (hetente egyszer) a telített oldat módosítása vagy frissítése.
Törölje a kapott kis kristályokat.
A lassabb az oldatot lehűtjük, a LARR A kristályok képződnek. Ehhez szemüveget vásárolhatsz ruhával.
A kapott kristályok alaposan lefednek a színtelen lakkot a viharvert ellen
Bibliográfia:
1. Fizikai műhely a fizika mélyreható vizsgálatával rendelkező osztályok számára. Szerkesztette yu.i. Fasz, o.f. Cabardine. M; 1993.
2. Sorozat "Erudite" kémia, fizika.
3. Shashlyskaya, M. P. kristályok. "Tudomány" Kiadó. - M.: 1978.
4. A fiatal fizika enciklopédikus szótár. - M.: Pedagógia, 1995.
Internetes erőforrások:
iskola-collection.edu.ru.
class-fizika.narod.ru.
1. melléklet
Réz kuner
Kémiai képlet: Cuso 4 * 5n 2 o 1
Kémiai neve: Réz-szulfát, réz-kénsav (CupRumsulfuricum), Meli-szulfát (II) pentahidrát
Leírás: Crystal Blue Powder
Csatlakozási osztály: Crystal Hydalalsoli
A kristályok leírása: kék kristályok, jól oldódó vízben. Tulajdonságok . Gigroszkópikus. Feloldódik vízben, glicerinben, kénsavban. Az ammóniában. A légsó stabil.
CRYSTAL HYDAL szerkezet
A rézgőz szerkezete az ábrán látható. Mint látható, a két anion SO 4 2- A tengelyek és a négy vízmolekula (a síkban) a rézion körül van, és az ötödik vízmolekula a hidak szerepét játssza, amelyek a hidrogénkötések segítségével kombinálják vízmolekulák a síkból és a szulfátcsoportból.
Alkalmazás.
A kártevők és a betegségbetegségek (gombás betegségek és vinwli) elleni küzdelemre használják. Néha úszómedencékben használják, hogy megakadályozzák az algák növekedését a vízben.
Az építkezés során a rézszulfát vizes oldatát a rozsdafoltok eltávolítására használják, valamint a téglából és a beton felületekből származó sókat; és a fa rothadásának megelőzésére is.
Az ásványi festékek gyártására, az orvostudományban, valamint az acetátszálak előállítására szolgáló spinning megoldások részeként is használható.
Az élelmiszeripar táplálkozási kiegészítésként regisztrált E519 (konzerváló).
A természetben alkalmanként megfelel az MineralhalCantitisnek, amelynek összetétele közel van a CUSO 4 * 5H 2O-hoz
A nemvasfémek eltávolításának pontjain a rézszulfát oldatot a cink, a mangán és a magnézium alumíniumötvözetek és rozsdamentes acélok kimutatására használják. A fent említett fémek azonosítása során a tiszta réz piros foltjai jelennek meg.
2. függelék.
Kristályok tanulmányozása digitális mikroszkóppal.
3. függelék.
A Wikipedia oldalakból vett anyag