Crystalline na estado mga sangkap, ay nailalarawan sa pagkakaroon ng pangmatagalang pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga particle (mga atomo, molekula). Sa mala-kristal na estado, mayroon ding short-range order, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pare-pareho ang mga numero ng koordinasyon at mga haba ng kemikal. mga koneksyon. Ang invariance ng mga short-range na katangian ng pagkakasunud-sunod sa mala-kristal na estado ay humahantong sa pagkakaisa ng mga istrukturang selula sa panahon ng kanilang paggalaw ng pagsasalin at ang pagbuo ng tatlong-dimensional na periodicity ng istraktura (tingnan ang Mga Kristal).

Dahil sa pinakamataas na pagkakasunud-sunod nito, ang mala-kristal na estado ay nailalarawan sa pamamagitan ng pinakamababang panloob na enerhiya at ito ay isang thermodynamically equilibrium na estado sa ilalim ng ibinigay na mga parameter - presyon, temperatura, komposisyon (sa kaso solidong solusyon) atbp. Sa mahigpit na pagsasalita, ang isang ganap na nakaayos na mala-kristal na estado ay hindi talaga makakamit ang isang diskarte dito kapag ang temperatura ay may posibilidad na 0 K (ang tinatawag na perpektong kristal). Ang mga totoong katawan sa isang mala-kristal na estado ay palaging naglalaman ng ilang halaga mga depekto, lumalabag sa parehong maikli at mahabang hanay na utos. Ito ay totoo lalo na sa mga solidong solusyon, kung saan ang mga indibidwal na particle at kanilang mga grupo ay istatistikal na sumasakop sa iba't ibang posisyon sa espasyo.

Dahil sa three-dimensional na periodicity estraktura ng mga atom Ang mga pangunahing tampok ay homogeneity ng mga katangian at simetrya, na kung saan ay ipinahayag, sa partikular, sa katotohanan na sa ilalim ng ilang mga kondisyon ng pagbuo, ang mga kristal ay kumukuha ng hugis ng polyhedra (tingnan ang paglago). Ang ilang mga katangian sa at malapit sa ibabaw ng kristal ay makabuluhang naiiba mula sa mga katangian sa loob ng kristal, lalo na dahil sa pagkasira ng simetrya. Ang komposisyon at, nang naaayon, ang mga katangian ay nagbabago sa kabuuan ng dami ng kristal dahil sa hindi maiiwasang pagbabago sa komposisyon ng daluyan habang lumalaki ang kristal. Kaya, ang homogeneity ng mga katangian, pati na rin ang pagkakaroon ng pangmatagalang pagkakasunud-sunod, ay tumutukoy sa mga katangian ng "perpektong" mala-kristal na estado

Karamihan sa mga katawan sa mala-kristal na estado ay polycrystalline at kumakatawan sa mga intergrowth ng isang malaking bilang ng mga maliliit na crystallites (mga butil) - mga lugar ng pagkakasunud-sunod ng 10 -1 -10 -3 mm ang laki, hindi regular sa hugis at naiiba ang oriented. Ang mga butil ay pinaghihiwalay mula sa isa't isa sa pamamagitan ng mga intercrystalline na layer kung saan ang pagkakasunud-sunod ng mga particle ay nabalisa. Ang konsentrasyon ng mga impurities ay nangyayari din sa mga intercrystalline na layer sa panahon ng crystallization. Dahil sa random na oryentasyon ng mga butil, ang polycrystalline na katawan sa kabuuan (isang dami na naglalaman ng medyo maraming butil) ay maaaring isotropic, halimbawa, nakuha sa crystalline sedimentation. . Gayunpaman, kadalasan sa proseso at lalo na sa plastic, lumilitaw ang isang texture - bentahe, ang oryentasyon ng mga butil ng kristal sa isang tiyak na direksyon, na humahantong sa anisotropy ng mga katangian.

Dahil sa mala-kristal na estado, ang isang single-component system ay maaaring tumugon sa ilang mga field na matatagpuan sa isang medyo mababang temperatura at nakataas. Kung mayroon lamang isang larangan ng mala-kristal na estado at ang sangkap ay hindi nabubulok ng kemikal sa pagtaas ng temperatura, kung gayon ang larangan ng mala-kristal na estado ay mga hangganan sa mga patlang ng gas kasama ang mga linya ng pagtunaw at pangingimbabaw - paghalay, ayon sa pagkakabanggit, at likido at gas Ang (vapor) ay maaaring nasa isang metastable (supercooled) na estado sa isang field mayroong isang crystalline na estado, samantalang ang isang crystalline na estado ay hindi maaaring nasa isang field o singaw, iyon ay, ang isang crystalline na substance ay hindi maaaring overheated sa itaas ng melting o sublimation point. Ang ilan (mesogens) ay nagbabago sa isang likidong mala-kristal na estado kapag pinainit (tingnan. Mga likidong kristal). Kung mayroong dalawa o higit pang mga field ng crystalline state sa diagram ng isang one-component system, ang mga field na ito ay hangganan sa linya ng polymorphic transformations. Ang mala-kristal na substansiya ay maaaring ma-overheated o supercooled sa ibaba ng temperatura ng polymorphic transformation. Sa kasong ito, ang estadong mala-kristal na isinasaalang-alang ay maaaring nasa larangan ng iba pang mga pagbabagong mala-kristal at ito ay metastable.

Habang ang likido at singaw, dahil sa pagkakaroon ng isang kritikal na punto sa linya ng pagsingaw, ay maaaring patuloy na ma-convert sa isa't isa, ang tanong ng posibilidad ng tuluy-tuloy na pagbabagong-anyo ng mala-kristal na estado ay hindi pa nalutas sa wakas. Para sa ilang mga sangkap, posibleng tantyahin ang mga kritikal na parameter - presyon at temperatura kung saan ang DH pl at DV pl ay katumbas ng zero, ibig sabihin, ang mala-kristal na estado at likido ay thermodynamically hindi makilala. Ngunit sa katotohanan ang gayong pagbabago ay hindi naobserbahan para sa alinman sa kanila (tingnan. Kritikal na kondisyon).

Ang isang sangkap ay maaaring ilipat mula sa isang mala-kristal na estado sa isang hindi maayos na estado (amorphous o malasalamin), na hindi nakakatugon sa minimum na libreng enerhiya, hindi lamang sa pamamagitan ng pagbabago ng mga parameter ng estado (presyon, temperatura, komposisyon), kundi pati na rin sa pamamagitan ng pagkakalantad sa ionizing radiation o pinong paggiling. Ang kritikal na laki ng butil, kung saan hindi na makatuwiran na pag-usapan ang tungkol sa mala-kristal na estado, ay humigit-kumulang 1 nm, i.e. ng parehong pagkakasunud-sunod ng laki ng unit cell.

Pasulong >>>

Sa solid state, karamihan sa mga substance ay may kristal na istraktura. Madali itong ma-verify sa pamamagitan ng paghahati ng isang piraso ng substance at pagsusuri sa nagresultang bali. Karaniwan, sa isang bali (halimbawa, sa asukal, asupre, metal), ang matatagpuan sa ilalim iba't ibang anggulo maliliit na gilid ng mga kristal na kumikinang dahil sa iba't ibang repleksiyon ng liwanag. Sa mga kaso kung saan ang mga kristal ay napakaliit, ang kristal na istraktura ng sangkap ay maaaring matukoy gamit ang isang mikroskopyo.

Ang bawat sangkap ay karaniwang bumubuo ng mga kristal ng isang napaka tiyak na hugis. Halimbawa, ang sodium chloride ay nag-kristal sa anyo ng mga cube (Larawan 59, a), alum - sa anyo ng octahedra (Larawan 59, b), sodium nitrate - sa anyo ng mga prisma (Larawan 59, c), at iba pa. Crystalline form - isa sa mga katangian ng isang substance.

Ang pag-uuri ng mga anyo ng kristal ay batay sa simetrya ng mga kristal. Iba't ibang kaso Ang mga simetriko ng crystalline polyhedra ay tinalakay nang detalyado sa mga kursong crystallography. Dito lamang namin itinuturo na ang buong iba't ibang mga anyo ng mala-kristal ay maaaring mabawasan sa pitong grupo, o mga sistemang kristal, na, naman, ay nahahati sa mga klase.

kanin. 59. Mga anyo ng mga kristal: a - sodium chloride; b - tawas; c - sodium nitrate.

kanin. 60. Mga bar na inukit mula sa mga kristal Asin: a - sa direksyon na patayo sa mga mukha ng kubo; b - sa direksyon ng dayagonal ng isa sa mga mukha ng kubo.

Maraming mga sangkap, sa partikular na bakal, tanso, brilyante, sodium chloride, ay nag-kristal sa sistemang kubiko. Ang pinakasimpleng anyo ng sistemang ito ay cube, octahedron, tetrahedron. Magnesium, zinc, ice, quartz crystallize sa isang hexagonal system. Ang mga pangunahing hugis ng sistemang ito ay hexagonal prism at bipyramid.

Ang mga likas na kristal, pati na rin ang mga kristal na nakuha sa artipisyal na paraan, ay bihirang eksaktong tumutugma sa mga teoretikal na anyo. Karaniwan, kapag ang isang natunaw na sangkap ay nagpapatigas, ang mga kristal ay lumalaki nang sama-sama at samakatuwid ang hugis ng bawat isa sa kanila ay hindi masyadong tama. Kapag ang isang sangkap ay mabilis na inilabas mula sa solusyon, ang mga kristal ay nakuha din, ang hugis nito ay nabaluktot dahil sa hindi pantay na paglaki sa ilalim ng mga kondisyon ng pagkikristal.

Gayunpaman, hindi mahalaga kung gaano hindi pantay ang pagbuo ng kristal, gaano man kabaliw ang hugis nito, ang mga anggulo kung saan nagtatagpo ang mga mukha ng kristal ng isang partikular na substansiya ay nananatiling pareho. Ito ay isa sa mga pangunahing batas ng crystallography - ang batas ng constancy ng facet angles. Samakatuwid, sa pamamagitan ng magnitude ng mga anggulo ng dihedral sa isang kristal, posibleng matukoy kung aling sistema ng kristal at kung saang klase kabilang ang isang kristal.

Ang mga katangian ng mala-kristal na katawan ay hindi limitado sa hugis ng mga kristal. Kahit na ang sangkap sa isang kristal ay ganap na homogenous, marami sa mga pisikal na katangian nito - lakas, thermal conductivity, relasyon sa liwanag, atbp. - ay hindi palaging pareho sa iba't ibang direksyon sa loob ng kristal. Ito mahalagang katangian Ang mga kristal na sangkap ay tinatawag na anisotropy.

Hayaan natin, halimbawa, gupitin ang dalawang bar na may pantay na kapal sa iba't ibang direksyon mula sa isang cubic crystal ng rock salt (Larawan 60) at tukuyin ang tensile strength ng mga bar na ito. Lumalabas na ang pagsira sa pangalawang bloke ay nangangailangan ng puwersa na 2.5 beses na mas malaki kaysa sa pagsira sa unang bloke. Malinaw na ang lakas ng mga rock salt crystal sa direksyon na patayo sa mga mukha ng kubo ay 2.5 beses na mas mababa kaysa sa direksyon ng mga diagonal.

Sa maraming mga kristal ang pagkakaiba sa pagitan ng lakas at iba't ibang direksyon napakahusay na kapag natamaan o nabali, nahahati sila sa mga eroplanong patayo kung saan ang lakas ay minimal. Ang pag-aari na ito ng mga kristal ay tinatawag na cleavage. Ang isang halimbawa ng pagpapakita ng cleavage ay ang mga mica crystals, na, tulad ng nalalaman, nahati sa pinakamanipis na mga plato.

<<< Назад

Pasulong >>>

CRYSTALLINE STATE

Pangunahing Konsepto

Ang mala-kristal na estado ng mga sangkap ay isa sa pinakakaraniwan sa kalikasan sa paligid natin. Marami ang mala-kristal mga sintetikong materyales, na ginagamit sa modernong teknolohiya: semiconductors, ferromagnets, super-strong at heat-resistant alloys. Kaugnay nito, ang pag-aaral ng mala-kristal na estado ay isang bagay na pinakamahalagang pang-agham.

Ano ang mga pangunahing tampok ng estadong mala-kristal? Ang isang solid ay umiiral sa dalawang anyo: maaari itong maging mala-kristal o walang hugis. Ang isa sa mga katangian ng isang mala-kristal na sangkap, sa kaibahan sa isang amorphous, ay ang kakayahang mag-self-cut. Ang mga kristal ay nabuo sa iba't ibang paraan: sila ay namuo kapag ang solusyon ay sumingaw, lumilitaw ang mga ito kapag ang natunaw ay pinalamig, sa isang sapat na mababang temperatura, sila ay lumalaki mula sa singaw (nagyelo o nagyelo na mga pattern sa salamin). At sa lahat ng mga kasong ito, ang mga flat na mukha ay kusang lumilitaw sa ibabaw ng mga kristal.

Kasabay nito, ang hiwa ay isang katangian, ngunit hindi isang obligadong katangian ng isang mala-kristal na sangkap. Sa ilang mga kaso, ang mga gilid ng mga kristal ay hindi malinaw. Minsan ang sangkap ay binubuo ng mga maliliit na kristal na ang mga gilid ay mahirap makita kahit sa ilalim ng mikroskopyo. Bilang karagdagan, kung ang kristal ay lupa, binibigyan ito bilugan na hugis, walang mga gilid, ang sangkap ay hindi titigil sa pagiging mala-kristal at ang mga katangian nito ay mananatiling pareho.

Ang kakayahang mag-self-limit ay isa lamang sa mga pagpapakita ng isang mas pangkalahatan, karamihan mahalagang kalidad mga kristal - ang kanilang anisotropy (pagkakaiba sa mga katangian sa iba't ibang direksyon).

Kung mula sa kristal asin, pagkakaroon ng hugis ng isang kubo, gilingin ang isang bola, at pagkatapos ay isawsaw ito sa isang puspos na solusyon ng asin at dahan-dahang sumingaw ang solusyon, pagkatapos ay ang kristal ay magsisimulang lumaki at unti-unting magkakaroon muli ng hugis ng isang kubo. Ipinapakita ng eksperimentong ito na ang rate ng paglaki ng kristal sa iba't ibang direksyon ay hindi pareho. Ang mga kristal na mukha ay lumilitaw na patayo sa mga direksyon kung saan ang rate ng paglago ay minimal.

Ang anisotropy ay nagpapakita ng sarili sa marami pisikal na katangian mga kristal. Hindi tulad ng mga kristal na sangkap, ang mga amorphous na sangkap na may eksaktong parehong mga katangian sa lahat ng direksyon ay tinatawag na isotropic. Sa bagay na ito sila ay katulad ng mga likido at gas.

Ang isa pang katangian ng mga kristal ay ang kanilang nakapirming punto ng pagkatunaw. Kapag pinainit, ang isang mala-kristal na sangkap ay nananatiling solid sa isang tiyak na temperatura, at pagkatapos ay nagsisimulang matunaw, na nagiging isang likidong estado. Habang nagpapatuloy ang pagtunaw, hindi tumataas ang temperatura. Iba ang pag-uugali ng mga amorphous substance. Kapag ang isang piraso ng salamin ay pinainit, ito ay unti-unting lumalambot at sa wakas ay kumakalat, na nagiging hugis ng isang sisidlan. Imposibleng matukoy kung anong temperatura ang nangyari. Ang lagkit ng salamin ay unti-unting bumababa;

Ngunit ang pinakamahalagang katangian ng isang mala-kristal na substansiya ay ang nakaayos na pag-aayos ng mga atomo nito.

Ipinapakita ng Figure 2 ang panloob na istraktura ng kristal (A) at isang amorphous substance (b) ng parehong komposisyon.

Fig 2. Panloob na istraktura ng mala-kristal na sangkap

Ang pagguhit ay isang maginoo na kalikasan, dahil sa katotohanan ang mga atomo ng isang sangkap ay matatagpuan hindi sa isang eroplano, ngunit sa kalawakan. Isaalang-alang ang mga atom na ipinahiwatig ng mga itim na tuldok. Sa parehong mga kaso, ang kapaligiran ng bawat isa sa mga atom na ito ay halos pareho: ang pinakamalapit na mga kapitbahay ay matatagpuan sa vertices ng isang tatsulok, ganap na regular sa mala-kristal na estado at halos regular sa amorphous na estado. Nangangahulugan ito na sa isang amorphous substance ay mayroong tinatawag na "short-range order". Ngunit kung isasaalang-alang natin hindi lamang ang pinakamalapit na mga kapitbahay, lumalabas na sa isang kristal ang kapaligiran ng bawat atom ay nananatiling pareho, ngunit sa isang amorphous na sangkap ito ay lumiliko na naiiba. Samakatuwid, sinasabi nila na sa isang mala-kristal na katawan, sa kaibahan sa isang amorphous, ang "mahabang hanay" na pagkakasunud-sunod ay sinusunod. Ang kinahinatnan nito ay ang lahat ng mga espesyal na katangian ng mga kristal. Natural, sa direksyon AB, kahanay sa direksyon ng ilang mga bono sa pagitan ng mga atomo, ang mga katangian ay hindi magiging katulad ng sa direksyon CD, kung saan ang gayong mga koneksyon ay hindi pumasa. Hindi namin mahahanap ang mga partikular na direksyon sa isang amorphous substance. Ipinapaliwanag nito ang anisotropy ng mga kristal, sa partikular ibang bilis paglago sa iba't ibang direksyon, at samakatuwid ay ang kakayahang mag-self-limit.

Sa halimbawa sa itaas, isinasaalang-alang namin ang isang substance na maaaring umiral sa parehong amorphous at crystalline na estado. Ito ay totoo. Kapag ang tinunaw na asukal ay mabilis na pinalamig, ang isang amorphous na masa (candy) ay nakukuha kapag pinalamig nang dahan-dahan, ang mga kumikinang na kristal ay makikita sa nagresultang solidong asukal.

Hindi mahirap intindihin kung bakit nangyayari ito. Isipin natin ang isang kumpanya ng mga sundalo na inutusang bumuo. Kung bibigyan mo sila ng kahit kaunting oras para dito, magkakaroon sila ng oras na pumwesto at ituwid ang mga hilera. Kung, pagkatapos ng utos na "form", ang utos na "tumayo" ay ibinigay kaagad, kung gayon ang posisyon ng mga sundalo ay mananatiling hindi maayos, bagaman, marahil, magkakaroon ng ilang pagkahilig sa kaayusan. May katulad na nangyayari sa panahon ng solidification: kung ang proseso ay mabagal, ang mga particle ay may oras upang sakupin ang kanilang mga inilaang lugar, ang mabilis na solidification ay hindi nagbibigay sa kanila ng pagkakataong ito.

Sa loob ng mga particle ng kemikal, ngunit din sa pamamagitan ng paglalagay ng mga particle mismo sa espasyo na may kaugnayan sa bawat isa at ang mga distansya sa pagitan nila. Depende sa lokasyon ng mga particle sa espasyo, ang short-range at long-range order ay nakikilala.

Ang short-range order ay ang mga particle ng matter ay regular na matatagpuan sa espasyo sa ilang partikular na distansya at direksyon mula sa isa't isa. Kung ang nasabing pag-order ay pinananatili o pana-panahong paulit-ulit sa buong volume ng isang solid, pagkatapos ay mabubuo ang long-range order. Sa madaling salita, ang mga long-range at short-range na mga order ay ang pagkakaroon ng ugnayan sa microstructure ng isang substance alinman sa loob ng buong macroscopic sample (long-range) o sa isang rehiyon na may limitadong radius (short-range). Depende sa pinagsama-samang (o suppressive) na epekto ng short-range o long-range na pagkakasunud-sunod ng paglalagay ng particle, ang solid ay maaaring magkaroon ng crystalline o amorphous na estado.

Ang pinaka-order na pag-aayos ng mga particle ay nasa mga kristal (mula sa Greek na "krystalos" - yelo), kung saan ang mga atomo, molekula o ion ay matatagpuan lamang sa ilang mga punto sa espasyo, na tinatawag na mga node.

Ang mala-kristal na estado ay isang inayos na pana-panahong istraktura, na nailalarawan sa pagkakaroon ng parehong maikli at mahabang hanay na pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga particle ng isang solidong sangkap.

Ang isang katangian ng mga kristal na sangkap kumpara sa mga amorphous ay anisotropy.

Anisotropy ay ang pagkakaiba sa pisikal at kemikal na mga katangian ng isang mala-kristal na sangkap (electrical at thermal conductivity, lakas, optical na katangian, atbp.) depende sa napiling direksyon sa kristal.

Anisotropy ay dahil sa panloob na istraktura mga kristal. Sa iba't ibang direksyon, ang distansya sa pagitan ng mga particle sa isang kristal ay magkakaiba, samakatuwid ang mga quantitative na katangian ng isa o ibang pag-aari para sa mga direksyong ito ay magkakaiba.

Ang anisotropy ay lalo na binibigkas sa mga solong kristal. Ang paggawa ng mga laser, ang pagproseso ng mga semiconductor na solong kristal, ang paggawa ng mga quartz resonator at mga generator ng ultrasonic. Ang isang tipikal na halimbawa ng isang anisotropic crystalline substance ay grapayt, ang istraktura nito ay binubuo ng magkatulad na mga layer na may iba't ibang enerhiya mga koneksyon sa gitna ng mga layer at sa pagitan ng mga indibidwal na layer. Dahil dito, ang thermal conductivity sa kahabaan ng mga layer ay limang beses na mas mataas kaysa sa patayong direksyon, at ang electrical conductivity sa direksyon ng isang indibidwal na layer ay malapit sa metal at daan-daang beses na mas mataas kaysa sa electrical conductivity sa perpendicular na direksyon.

Graphite structure (ipinahiwatig ang haba Mga koneksyon sa S-S sa loob ng layer at ang distansya sa pagitan ng mga indibidwal na layer sa kristal)

Minsan ang parehong sangkap ay maaaring bumuo ng mga kristal iba't ibang hugis. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na polymorphism, at ang iba't ibang mga kristal na anyo ng isang substansiya ay tinatawag na polymorphic na mga pagbabago, halimbawa, mga alotropes na brilyante at grapayt; a-, b-, g- at d-bakal; a- at b-quartz (tandaan ang pagkakaiba sa pagitan ng mga konsepto ng "allotropy," na eksklusibong tumutukoy sa mga simpleng sangkap sa anumang kuwarts, at "polymorphism," na nagpapakilala sa istruktura ng mga crystalline compound lamang).

Kasabay nito, ang mga sangkap na may iba't ibang komposisyon ay maaaring bumuo ng mga kristal ng parehong hugis - ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na isomorphism. Kaya, ang mga isomorphic na sangkap na may parehong kristal na sala-sala ay Al at Cr at ang kanilang mga oxide; Ag at Au; BaCl 2 at SrCl 2; KMnO 4 at BaSO 4 .

Ang karamihan sa mga solido normal na kondisyon umiiral sa isang mala-kristal na estado.

Ang mga solid na walang periodic structure ay inuri bilang amorphous (mula sa Greek " amorphos"- walang hugis). Gayunpaman, ang ilang pagkakasunud-sunod ng istraktura ay naroroon sa kanila. Ito ay nagpapakita ng sarili sa regular na paglalagay ng pinakamalapit na "kapitbahay" nito sa paligid ng bawat butil, iyon ay, ang mga amorphous na sangkap ay may maikling pagkakasunud-sunod lamang at sa paraang ito ay kahawig ng mga likido, samakatuwid, sa ilang pagtatantya, maaari silang ituring bilang mga supercooled na likido na may isang napakataas na lagkit. Ang pagkakaiba sa pagitan ng likido at solid na amorphous na estado ay tinutukoy ng kalikasan thermal na paggalaw mga particle: sa isang amorphous na estado ay may kakayahan lamang sila sa vibrational at rotational na paggalaw, ngunit hindi maaaring lumipat sa kapal ng substance.

Ang isang amorphous na estado ay isang solidong estado ng isang sangkap, na nailalarawan sa pagkakaroon ng maikling pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga particle, pati na rin ang isotropy - ang parehong mga katangian sa anumang direksyon.

Ang amorphous na estado ng mga sangkap ay hindi gaanong matatag kumpara sa mala-kristal na estado, kaya ang mga amorphous na sangkap ay maaaring magbago sa isang mala-kristal na estado sa ilalim ng impluwensya ng mga mekanikal na pagkarga o kapag nagbabago ang temperatura. Gayunpaman, ang ilang mga sangkap ay maaaring manatili sa isang amorphous na estado para sa isang medyo mahabang panahon. Halimbawa, ang bulkan na salamin (na hanggang ilang milyong taong gulang), ordinaryong baso, mga resin, wax, karamihan sa mga transition metal hydroxides, at mga katulad nito. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, halos lahat ng mga sangkap ay maaaring nasa isang amorphous na estado, maliban sa mga metal at ilang mga ionic compound. Sa kabilang banda, ang mga sangkap ay kilala na maaari lamang umiral sa isang amorphous na estado (organic polymers na may hindi pantay na pagkakasunud-sunod ng mga elementary unit).

Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng isang sangkap sa amorphous na estado ay maaaring mag-iba nang malaki sa mga katangian nito sa mala-kristal na estado. Ang reaktibiti ng mga sangkap sa amorphous state ay mas mataas kaysa sa crystalline state. Halimbawa, ang amorphous na GeO 2 ay mas aktibo sa kemikal kaysa sa mala-kristal na GeO 2.

Ang paglipat ng mga solido sa isang likidong estado, depende sa istraktura, ay may sariling mga katangian. Para sa isang mala-kristal na sangkap, ang pagkatunaw ay nangyayari sa isang tiyak na halaga, na naayos para sa isang naibigay na sangkap, at sinamahan ng isang biglaang pagbabago sa mga katangian nito (density, lagkit, atbp.). Ang mga amorphous na sangkap, sa kabaligtaran, ay unti-unting nagbabago sa isang likidong estado, sa isang tiyak na hanay ng temperatura (ang tinatawag na agwat ng paglambot), kung saan nangyayari ang isang makinis, mabagal na pagbabago sa mga katangian.

Mga paghahambing na katangian ng mga amorphous at crystalline na sangkap:

estado solid	katangian	mga halimbawa
walang hugis	1. Maikling hanay na pagkakasunud-sunod ng paglalagay ng butil; 2. Isotropy ng mga pisikal na katangian; 3. Walang nakapirming punto ng pagkatunaw; 4. Thermodynamic instability (malaking internal energy reserve) 5. Pagkalikido	Amber, salamin, mga organikong polimer
mala-kristal	1. Long-range na pagkakasunud-sunod ng paglalagay ng butil; 2. Anisotropy ng mga pisikal na katangian; 3. Nakapirming punto ng pagkatunaw; 4. Thermodynamic stability (maliit na reserba ng panloob na enerhiya) 5. Pagkakaroon ng simetrya	Mga metal, haluang metal, solidong asing-gamot, carbon (brilyante, grapayt).

Ang isang likas na pagkakaiba sa istraktura ng karamihan sa mga solidong materyales (maliban sa mga nag-iisang kristal), kung ihahambing sa mga likido at lalo na sa gas (mababang molekular na timbang) na mga sangkap, ay ang kanilang mas kumplikadong multi-level na organisasyon (tingnan ang Talahanayan 4.1 at Fig. 4.3). . Ito ay dahil sa pagbaba ng covalency at pagtaas ng metallicity at ionicity ng homo- at heteronuclear bond ng mga elemento ng kanilang microstructure (tingnan ang Fig. 6.2 at 6.6 at Tables 6.1-6.7), na humahantong sa pagtaas ng bilang ng mga elemento sa istraktura ng sangkap at materyal at isang kaukulang pagbabago sa estado ng pagsasama-sama nito. Kapag pinag-aaralan ang hierarchy ng istruktura ng mga solidong materyales, kinakailangan na maunawaan ang pagkakaisa at pagkakaiba sa mga antas ng istrukturang organisasyon ng mga solidong metal at di-metal na materyales, na isinasaalang-alang ang antas ng pag-order sa dami ng materyal ng mga elemento na bumuo ng mga ito. Ang partikular na kahalagahan ay ang pagkakaiba sa istraktura ng mga solidong mala-kristal at amorphous na katawan, na binubuo sa kakayahan ng mga materyal na mala-kristal, hindi katulad ng mga amorphous na katawan, upang mabuo. buong linya mas kumplikadong mga istruktura kaysa sa pangunahing antas ng kemikal na electron-nuclear ng mga istruktura.

Amorphous na estado. Ang pagiging tiyak ng amorphous (sa pagsasalin mula sa Greek - walang anyo) na estado ay nakasalalay sa pagkakaroon ng sangkap sa condensed (likido o solid) na estado na may kawalan sa istraktura nito ng three-dimensional na periodicity sa pag-aayos ng mga elemento (atomic skeletons o molecules) na bumubuo sa sangkap na ito. Bilang resulta, ang mga tampok ng amorphous na estado ay dahil sa kawalan pangmatagalang order - mahigpit na repeatability sa lahat ng direksyon ng parehong structural element (nucleus o atomic skeleton, grupo ng atomic skeletons, molecules, atbp.) sa daan-daan at libu-libong mga panahon. Kasabay nito, ang isang sangkap sa isang amorphous na estado ay mayroon malapit na order- pagkakapare-pareho sa pag-aayos ng mga katabing elemento ng istruktura, i.e. pagkakasunud-sunod na sinusunod sa mga distansya na maihahambing sa laki ng mga molekula. Ang pagkakapare-pareho na ito ay bumababa sa distansya at nawawala pagkatapos ng 0.5-1 nm. Ang mga amorphous substance ay naiiba sa mga crystalline substance sa pamamagitan ng isotropy, i.e. parang likido na meron sila parehong mga halaga ng isang naibigay na ari-arian kapag sinusukat sa anumang direksyon sa loob ng isang sangkap. Ang paglipat ng isang amorphous substance mula sa isang solid hanggang sa isang likido na estado ay hindi sinamahan ng isang biglaang pagbabago sa mga katangian - ito ang pangalawa mahalagang tanda, na nakikilala ang amorphous na estado ng isang solid mula sa isang mala-kristal. Hindi tulad ng isang mala-kristal na sangkap, na may isang tiyak na punto ng pagkatunaw, kung saan ang isang biglaang pagbabago sa mga katangian ay nangyayari, ang isang amorphous na sangkap ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang paglambot na pagitan at isang patuloy na pagbabago sa mga katangian.

Ang mga amorphous na sangkap ay hindi gaanong matatag kaysa sa mga kristal. Anumang amorphous substance, sa prinsipyo, ay dapat mag-kristal sa paglipas ng panahon, at ang prosesong ito ay dapat na exothermic. Kadalasan, ang mga amorphous at crystalline na anyo ay magkaibang estado ng parehong kemikal na sangkap o materyal. Kaya, ang mga amorphous na anyo ng isang bilang ng mga homonuclear na sangkap (sulfur, selenium, atbp.), Ang mga oxide (B 2 Oe, Si0 2, Ge0 2, atbp.) ay kilala.

Gayunpaman, maraming mga amorphous na materyales, lalo na ang karamihan sa mga organikong polimer, ay hindi maaaring gawing kristal. Sa pagsasagawa, ang pagkikristal ng amorphous, lalo na ang mga high-molecular, na mga sangkap ay sinusunod na napakabihirang, dahil ang mga pagbabago sa istruktura ay inhibited dahil sa mataas na lagkit ng mga sangkap na ito. Samakatuwid, kung hindi ka gumamit ng mga espesyal na pamamaraan, halimbawa, matagal na pagkakalantad sa mataas na temperatura, ang paglipat sa estado ng mala-kristal ay nangyayari sa napakababang bilis. Sa ganitong mga kaso, maaari nating ipagpalagay na ang sangkap sa amorphous na estado ay halos ganap na matatag.

Sa kaibahan sa amorphous na estado na likas sa mga sangkap na matatagpuan sa parehong likido o tinunaw na anyo at sa solidong condensed form, malasalamin estado tumutukoy lamang sa solidong estado ng bagay. Bilang resulta, sa likido o natunaw ang mga sangkap ay maaaring nasa isang amorphous na estado sa anumang gustong uri ng koneksyon(covalent, metallic at ionic) at samakatuwid ay may parehong molecular at non-molecular na istraktura. Gayunpaman sa solid amorphous, o mas tiyak, - malasalamin estado Pangunahing maglalaman ng mga sangkap batay sa mga puwersa ng hukbong-dagat, na nakararami uri ng covalent bond mga elemento sa mga kadena ng macromolecules. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang solid amorphous na estado ng isang sangkap ay nakuha bilang isang resulta ng supercooling ng likidong estado nito, na nakakasagabal sa mga proseso ng pagkikristal at humahantong sa "pagyeyelo" ng isang istraktura na may isang maikling hanay na pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga elemento. Tandaan na ang pagkakaroon ng macromolecules sa istraktura mga materyales na polimer dahil sa impluwensya ng kadahilanan ng laki ng steric (pagkatapos ng lahat, mas madaling lumikha ng isang kristal mula sa mga kasyon kaysa sa mga molekula) ay humahantong sa isang karagdagang komplikasyon ng proseso ng pagkikristal. Samakatuwid, ang mga organikong (polymethyl methacrylate, atbp.) at inorganic (mga oksido ng silikon, posporus, boron, atbp.) Ang mga polimer ay may kakayahang bumuo ng mga baso o mapagtanto ang isang amorphous na estado sa mga solidong materyales. Totoo, ngayon ang metal ay natutunaw sa napakataas na bilis ng paglamig (>10 6 °C/s) ay na-convert sa isang amorphous na estado, na nakakakuha amorphous na mga metal o metal na baso na may isang kumplikadong mga bagong mahalagang katangian.

Crystalline na estado. Sa isang mala-kristal na katawan ito ay sinusunod bilang malapit, kaya long range order pag-aayos ng mga elemento ng istruktura (mga atomic skeleton o mga particle sa anyo ng mga indibidwal na molekula), i.e. ang mga elemento ng istraktura ay matatagpuan sa espasyo sa isang tiyak na distansya mula sa bawat isa sa geometrically sa tamang pagkakasunod-sunod, bumubuo mga kristal - mga solido na may likas na hugis ng regular na polyhedra. Ang hugis na ito ay bunga ng nakaayos na pag-aayos ng mga elemento sa kristal, na bumubuo ng isang three-dimensional na periodic spatial arrangement sa anyo. kristal na sala-sala. Ang isang sangkap sa isang mala-kristal na estado ay nailalarawan sa pamamagitan ng pana-panahong pag-uulit sa tatlong dimensyon ng lokasyon ng mga atomic skeleton o mga molekula sa mga node nito. Ang kristal ay isang estado ng balanse ng mga solido. Sa bawat isa kemikal, na nasa isang mala-kristal na estado sa ilalim ng ibinigay na mga termodinamikong kondisyon (temperatura, presyon), ay tumutugma sa isang tiyak na kristal na covalent o molekular, metal at ionic na istraktura. Ang mga kristal ay may isa o iba pang istrukturang simetrya ng mga atomic skeleton (mga kasyon sa isang metal o mga cation at anion sa mga ionic na kristal) o mga molekula, na katumbas nito ng macroscopic symmetry panlabas na anyo, pati na rin ang anisotropy ng mga katangian. Anisotropy - ito ang pagkakaiba ng mga katangian (mekanikal, pisikal, kemikal) ng isang kristal sa iba't ibang direksyon ng kristal na sala-sala nito. Isotropy - Ito ang pagkakapareho ng mga katangian ng isang sangkap sa iba't ibang direksyon nito. Naturally, ang mga pattern na ito ng mga pagbabago sa mga katangian ng isang sangkap ay tinutukoy ng mga detalye ng pagbabago o hindi pagbabago sa kanilang istraktura. Ang mga tunay na mala-kristal na materyales (kabilang ang mga metal) ay quasi-isotropic na istruktura, mga. sila ay isotropic sa mesostructural level (tingnan ang Talahanayan 4.1) at ang kanilang mga katangian ay pareho sa lahat ng direksyon. Ito ay dahil karamihan sa mga natural o artipisyal na kristal na materyales ay polycrystalline mga sangkap, hindi solong kristal

(uri ng brilyante). Binubuo sila ng malaking dami tinatawag na butil o mga kristal, crystallographic planes na kung saan ay pinaikot na may kaugnayan sa bawat isa sa pamamagitan ng isang tiyak na anggulo a. Bukod dito, sa anumang direksyon ng mesostructure ng materyal mayroong humigit-kumulang sa parehong bilang ng mga butil na may iba't ibang mga oryentasyon ng mga crystallographic na eroplano, na humahantong sa pagsasarili ng mga katangian nito mula sa direksyon. Ang bawat butil ay binubuo ng indibidwal na elemento- mga bloke na pinaikot na may kaugnayan sa bawat isa sa mga anggulo ng pagkakasunud-sunod ng ilang minuto, na tinitiyak din ang isotropy ng mga katangian ng butil mismo sa kabuuan.

Ang mga mala-kristal na estado ng parehong sangkap ay maaaring magkaiba sa istraktura at mga katangian, at pagkatapos ay ang sangkap ay sinasabing umiiral sa iba't ibang mga pagbabago. Ang pagkakaroon ng ilang mga kristal na pagbabago ng isang naibigay na sangkap ay tinatawag polymorphism, at ang paglipat mula sa isang pagbabago patungo sa isa pa - polymorphic na pagbabago. Hindi tulad ng polymorphism, allotropy- ay ang pagkakaroon ng isang elemento sa anyo ng iba't ibang "simple" (o, mas tiyak, homonuclear) na mga sangkap, anuman ang kanilang phase state. Halimbawa, ang oxygen 0 2 at ozone O e ay mga allotropic na anyo ng oxygen na umiiral sa gaseous, liquid at crystalline states. Kasabay nito, ang brilyante at grapayt - mga allotropic na anyo ng carbon - ay sabay-sabay na mga pagbabagong mala-kristal, sa kasong ito ang mga konsepto ng "allotropy" at "polymorphism" ay nag-tutugma para sa mga kristal na anyo nito.

Ang kababalaghan ay madalas ding sinusunod isomorphism, kung saan ang dalawang sangkap na magkaibang kalikasan ay bumubuo ng mga kristal ng parehong istraktura. Ang mga naturang sangkap ay maaaring palitan ang bawat isa sa kristal na sala-sala, na bumubuo ng mga halo-halong kristal. Ang phenomenon ng isomorphism ay unang ipinakita ng German mineralogist na si E. Mitscherlich noong 1819 gamit ang halimbawa ng KH 2 P0 4, KH 2 As0 4 at NH 4 H 2 P0 4. Ang mga halo-halong kristal ay ganap na magkakatulad na pinaghalong mga solido - sila ay mga substitutional solid na solusyon. Samakatuwid, maaari nating sabihin na ang isomorphism ay ang kakayahang bumuo ng mga substitutional solid na solusyon.

Ayon sa kaugalian, ang mga istrukturang kristal ay tradisyonal na nahahati sa homodesmic (koordinasyon) at heterodesmic. Homo-desmic Halimbawa, may istraktura ang brilyante at alkali metal halides. Gayunpaman, mas madalas na mayroon ang mga kristal na sangkap heterodesmic istraktura; kanya katangian- ang pagkakaroon ng mga fragment ng istruktura, kung saan ang mga atomic skeleton ay konektado ng pinakamatibay (karaniwang covalent) na mga bono. Ang mga fragment na ito ay maaaring may hangganang pagpapangkat ng mga elemento, chain, layer, frame. Alinsunod dito, ang mga istraktura ng isla, chain, layered at frame ay nakikilala. Halos lahat ng mga organikong compound ay may mga istruktura ng isla at iba pa mga di-organikong sangkap, tulad ng mga halogens, 0 2, N 2, C0 2, N 2 0 4, atbp. Ang papel na ginagampanan ng mga isla ay ginagampanan ng mga molekula, kaya naman ang mga naturang kristal ay tinatawag na molekular. Kadalasan ang mga polyatomic ions (halimbawa, sulfates, nitrates, carbonates) ay kumikilos bilang mga isla. Halimbawa, ang mga kristal ng isa sa mga pagbabago sa Se ay may istraktura ng chain (ang mga atomic skeleton ay naka-link sa walang katapusang mga spiral) o mga kristal na PdCl 2, na naglalaman ng walang katapusang mga ribbon; layered na istraktura - grapayt, BN, MoS 2, atbp.; istraktura ng frame - CaTYu 3 (mga atomic skeleton ng Ti at O, na pinagsama ng mga covalent bond, ay bumubuo ng isang openwork frame, sa mga voids kung saan matatagpuan ang mga atomic skeleton ng Ca). Ang ilan sa mga istrukturang ito ay inuri bilang inorganic (carbon-free) polymers.

Batay sa likas na katangian ng bono sa pagitan ng mga atomic skeletons (sa kaso ng mga homodesmic na istruktura) o sa pagitan ng mga fragment ng istruktura (sa kaso ng mga heterodesmic na istruktura), sila ay nakikilala: covalent (halimbawa, SiC, brilyante), ionic, metal (metal). at mga intermetallic compound) at mga molekular na kristal. Ang mga kristal ng huling pangkat, kung saan ang mga fragment ng istruktura ay konektado sa pamamagitan ng intermolecular na pakikipag-ugnayan, ay may pinakamalaking bilang ng mga kinatawan.

Para sa covalent Ang mga solong kristal tulad ng brilyante, carborundum, atbp. ay nailalarawan sa pamamagitan ng refractoriness, mataas na tigas at wear resistance, na isang resulta ng lakas at direksyon ng covalent bond kasama ng kanilang three-dimensional spatial na istraktura(mga katawan ng polimer).

Ionic Ang mga kristal ay mga pormasyon kung saan ang pagdirikit ng mga elemento ng microstructure sa anyo ng mga counterion ay dahil pangunahin sa mga ionic na kemikal na bono. Ang isang halimbawa ng mga ionic na kristal ay mga halides ng alkali at alkaline earth na mga metal, sa mga kristal na sala-sala na mga site kung saan mayroong mga alternating na positibong sisingilin na mga metal cation at negatibong sisingilin na mga halogen anion (Na + Cl -, Cs + Cl -, Ca + F^, Fig .7.1).

kanin. 7.1.

SA mga kristal na metal ang pagkakaisa ng mga atomic skeleton sa anyo ng mga metal cations ay dahil sa pangunahin sa mga metal na non-directional na chemical bond. Ang ganitong uri ng mga kristal ay katangian ng mga metal at ang kanilang mga haluang metal. Sa mga node ng kristal na sala-sala mayroong mga atomic core (cations) na magkakaugnay ng isang electron gas (electron gas). Ang istraktura ng mga metal na mala-kristal na katawan ay tatalakayin nang mas detalyado sa ibaba.

Molekular na kristal nabuo mula sa mga molekula na nakagapos sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersa ng van der Waals o mga bono ng hydrogen. Sa loob ng mga molekula mayroong isang mas malakas na covalent bond (C k ang nananaig sa C at at C m). Ang mga pagbabago sa yugto ng mga molekular na kristal (pagtunaw, sublimation, polymorphic transition) ay nangyayari, bilang isang panuntunan, nang walang pagkasira ng mga indibidwal na molekula. Karamihan sa mga molekular na kristal ay mga kristal mga organikong compound(halimbawa, naphthalene). Ang mga molekular na kristal ay nabuo din ng mga sangkap tulad ng H 2 , mga halogen tulad ng J 2 , N 2 , 0 2 , S g , binary compound tulad ng H 2 0 , C0 2 , N 2 0 4 , organometallic compound at ilang kumplikadong compound. Kasama rin sa mga molekular na kristal ang mga kristal ng natural na polimer gaya ng mga protina (Fig. 7.2) at mga nucleic acid.

Ang mga polimer, tulad ng nabanggit sa itaas, bilang panuntunan, ay tumutukoy din sa mga sangkap na bumubuo ng mga molekular na kristal. Gayunpaman, sa kaso kapag ang pag-iimpake ng mga macromolecule ay may nakatiklop o fibrillar conform, mas tamang pag-usapan ang tungkol sa covalent molecular crystals(Larawan 7.3).

kanin. 7.2.

kanin. 7.3.

Ito ay dahil sa ang katunayan na kasama ang isa sa mga panahon ng sala-sala (halimbawa, ang panahon Sa sa kaso ng polyethylene, ang mga macromolecule na kung saan ay nasa isang nakatiklop na conformation, na bumubuo ng isang lamella), malakas na kemikal (Fig. 7.3), higit sa lahat covalent, ang mga bono ay kumikilos. Kasabay nito, kasama ang dalawa pang lattice period (halimbawa, mga tuldok b At Sa sa parehong nakatiklop na polyethylene crystals) ang mas mahinang intermolecular interaction forces ay kumikilos.

Ang paghahati ng mga kristal sa mga pangkat na ito ay higit na arbitrary, dahil may mga unti-unting paglipat mula sa isang grupo patungo sa isa pa habang nagbabago ang likas na katangian ng bono sa kristal. Halimbawa, sa mga intermetallic compound - mga compound ng mga metal sa isa't isa - maaaring makilala ng isa ang isang pangkat ng mga compound kung saan ang pagbaba sa bahagi ng metal ng chemical bond at isang kaukulang pagtaas sa covalent at ionic na mga bahagi ay humantong sa pagbuo ng kolesterol sa alinsunod sa mga klasikal na valences. Ang mga halimbawa ng naturang mga compound ay mga compound ng magnesium na may mga elemento ng pangunahing subgroup ng mga pangkat IV at V Periodic table, na transitional sa pagitan ng mga metal at non-metal (Mg 2 Si, Mg 2 Ge, Mg 2 Sn, Mg 2 Pb, Mg 3 As 2, Mg 3 Sb 7, Mg 3 Bi 7), hanggang sa pangunahing mga katangiang katangian na kadalasang kinabibilangan ng mga sumusunod:

• ang kanilang heteronuclear crystal lattice ay naiiba sa homonuclear lattice ng mga parent compound;
• sa kanilang kumbinasyon, ang isang simpleng maramihang ratio ng mga bahagi ay karaniwang pinapanatili, na nagpapahintulot sa kanilang komposisyon na maipahayag ng simpleng formula A w B;? , kung saan ang A at B ay ang mga kaukulang elemento; T At P - mga pangunahing numero;
• Ang mga heteronuclear compound ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang bagong kalidad ng istraktura at mga katangian sa kaibahan sa orihinal na mga compound.

Sa kristal mga elemento ng istruktura(mga ions, atomic skeleton, molecule) na bumubuo ng isang kristal ay regular na nakaayos sa iba't ibang direksyon (Larawan 7 La). Karaniwan ang spatial na imahe ng istraktura ng kristal ay ipinakita sa eskematiko (Larawan 7.45), na minarkahan ang mga sentro ng grabidad na may mga tuldok. mga elemento ng istruktura, kabilang ang mga katangian ng sala-sala.

Mga eroplanong parallel sa coordinate na mga eroplano na matatagpuan sa malayo a, b, c mula sa bawat isa, hatiin ang kristal sa maraming pantay at parallel oriented parallelepipeds. Ang pinakamaliit sa kanila ay tinatawag yunit ng cell, ang kanilang kumbinasyon ay bumubuo ng isang spatial kristal na sala-sala. Ang mga vertices ng parallelepiped ay mga node ng spatial na sala-sala;

Ang mga spatial na kristal na sala-sala ay ganap na naglalarawan sa istraktura ng kristal. Upang ilarawan ang unit cell ng isang kristal na sala-sala, anim na dami ang ginagamit: tatlong mga segment na katumbas ng mga distansya sa pinakamalapit na elementarya na mga particle kasama ang mga coordinate axes a, b, c, at tatlong anggulo sa pagitan ng mga segment na ito a, (3, y.

Ang mga ugnayan sa pagitan ng mga dami na ito ay tumutukoy sa hugis ng cell, depende kung saan ang lahat ng mga kristal ay nahahati sa pitong sistema (Talahanayan 7.1).

Ang laki ng unit cell ng crystal lattice ay tinatantya ng mga segment a, b, c. Tinawag sila mga panahon ng sala-sala. Alam ang mga panahon ng sala-sala, maaari mong matukoy ang radius ng atomic core ng elemento. Ang radius na ito ay katumbas ng kalahati ng pinakamaliit na distansya sa pagitan ng mga particle sa sala-sala.

Ang antas ng pagiging kumplikado ng sala-sala ay hinuhusgahan ng bilang ng mga elemento ng istruktura, bawat yunit ng cell. Sa isang simpleng spatial na sala-sala (tingnan ang Fig. 7.4) palaging mayroong isang elemento sa bawat cell. Ang bawat cell ay may walong vertex, ngunit

kanin. 7.4. Pag-aayos ng mga elemento sa isang kristal: A- imahe na may paglalagay ng dami ng atomic skeleton ng elemento; b - spatial na imahe ng unit cell at mga parameter nito

Talahanayan 7.1

Mga katangian ng mga sistema ng kristal

bawat elemento sa vertex ay kabilang, sa walong mga cell. Kaya, mula sa isang node, ang bawat cell ay tumutukoy sa Y 8 ng volume, at mayroong walong node sa isang cell sa kabuuan, at, samakatuwid, mayroong isang elemento ng istruktura bawat cell.

Sa mga kumplikadong spatial na sala-sala, palaging mayroong higit sa isang istrukturang elemento sa bawat cell, na pinakakaraniwan sa pinakamahalagang purong mga koneksyon sa metal(Larawan 7.5).

Ang mga sumusunod na metal ay nag-kristal sa isang bcc na sala-sala: Fea, W, V, Cr, Li, Na, K, atbp. Fey, Ni, Coa, Cu, Pb, Pt, Au, Ag, atbp. nag-kristal sa isang fcc na sala-sala , Ti a, Co p, Cd, Zn, atbp. nag-kristal sa hcp lattice.

Sistema, panahon at bilang ng mga elemento ng istruktura, bawat yunit ng cell, hayaan kaming ganap na isipin ang lokasyon ng huli sa kristal. Sa ilang mga kaso, ang mga karagdagang katangian ng kristal na sala-sala ay ginagamit, na tinutukoy ng geometry nito at sumasalamin sa density ng packing ng mga elemento.

kanin. 7.5. Mga uri ng kumplikadong yunit ng mga cell ng kristal na sala-sala: A- OCC; 6 - HCC; V- Mga particle ng lalagyan ng HCP sa kristal. Ang ganitong mga katangian ay CN at compactness coefficient.

Tinutukoy ang bilang ng pinakamalapit na katumbas na elementarya na particle numero ng koordinasyon. Halimbawa, para sa isang simpleng cubic lattice ang CN ay magiging 6 (Kb); sa sala-sala ng isang body-centered cube (BCC), para sa bawat atomic core ang bilang ng naturang mga kapitbahay ay magiging katumbas ng walo (K8); para sa isang face-centered cubic lattice (FCC) ang CN number ay 12 (K 12).

Tinutukoy ang ratio ng volume ng lahat ng elementarya na particle bawat unit cell sa buong volume ng elementary cell kadahilanan ng pagiging compactness. Para sa isang simpleng cubic lattice ang coefficient na ito ay 0.52, para sa bcc - 0.68 at fcc - 0.74.

• Sirotkin R.O. Ang epekto ng morphology sa yield behavior ng solution crystallized polyethylenes: PhD thesis, University of North London. - London, 2001.