ROHKEA HILA

Rakennussuunnitelma

BRAVE HILAT, 14 kolmiulotteista geometrista hilaa, jotka kuvaavat kaikkia mahdollisia kiteiden translaatiosymmetriatyyppejä. Rohkeat hilat muodostuvat siirto- (käännös) -operaation vaikutuksesta missä tahansa kiteen kohdassa.

O. Brave vuonna 1848 osoitti, että kiderakenteiden koko kirjo voidaan kuvata käyttämällä 14 erilaista hilatyyppiä, jotka eroavat yksikkösolujen muodon ja symmetrian osalta ja jakaa 7 kristallografiseen syngoniaan. Näitä ritilöitä kutsuttiin Bravais-ritileiksi.

Bravais-hilat eroavat alkeissolun symmetriasta eli sen reunojen ja kulmien välisestä suhteesta sekä keskityksestä.

Bravais-solun valitsemiseen käytetään kolmea ehtoa:

Yksikkösolun symmetrian tulee vastata kiteen symmetriaa, tarkemmin sanottuna sen syngonian korkeinta symmetriaa, johon kide kuuluu. Yksikkösolujen reunojen on oltava hilan translaatioita;

Perussolun tulee sisältää suurin mahdollinen määrä suoria kulmia tai yhtä suuria kulmia ja yhtäläisiä reunoja;

Perussolun tilavuuden on oltava pieni.

Pääkäännösten keskinäisen järjestelyn tai solmujen järjestelyn luonteen mukaan kaikki kidehilat jaetaan neljään tyyppiin: primitiivinen ( R), kantakeskeinen ( FROM), vartalokeskeinen ( minä), kasvokeskeinen ( F).

Primitiivissä R-solujen hilan solmut sijaitsevat vain solun kärjessä, kehon keskipisteessä minä-solu - yksi solmu solun keskellä, kasvokeskeinen F-solu - yksi solmu jokaisen pinnan keskellä, kantakeskitettynä FROM-solu - yksi solmu yhdensuuntaisten pintojen parin keskuksissa.

Alkeissoluun sisältyvien solmujen koordinaattijoukkoa kutsutaan solun perustaksi. Koko kiderakenne voidaan saada toistamalla perussolmut Bravais-solun translaatioiden sarjalla.

Joissakin syngonioissa alkeissolu voi sisältää solmuja ei vain kulmissa, vaan myös solun keskellä, kaikissa tai joissakin kasvoissa. Tässä tapauksessa translaatiosiirto on mahdollista ei vain alkeissolun jaksoille, vaan myös puoleen solun pintojen lävistäjästä tai avaruusdiagonaaleista. Pakollisen translaatioinvarianssin lisäksi hila voi muuttua itsestään muiden muunnoksilla, joita ovat rotaatiot, heijastukset ja inversiot. Nämä lisäsymmetriat määrittävät Bravais-hilan tyypin ja erottavat sen muista.

Rohkeat ritilätyypit:

Kuutio: primitiivinen, vartalokeskeinen ja kasvokeskeinen;

Kuusikulmainen, trigonaalinen;

Tetragonaalinen: primitiivinen ja tilavuuskeskitetty;

Rombinen: primitiivinen, pohja-, tilavuus- ja kasvokeskeinen;

Monoklininen: primitiivinen ja emäskeskeinen;

Triclinic.

Syngonia(kreikan sanasta σύν, "yhdessä, vierekkäin" ja γωνία, "kulma" - kirjaimellisesti "samanlainen kulma" - kristallografisten symmetriaryhmien, kiteiden ja kidehilojen luokittelu koordinaattijärjestelmästä (koordinaattien vertailukehys) riippuen ). Symmetriaryhmät, joissa on yksi koordinaattijärjestelmä, yhdistetään yhdeksi syngoniaksi.

Samaan syngoniaan kuuluvilla kiteillä on samanlaiset alkeissolujen kulmat ja reunat.

Triclinic: (\displaystyle a\neq b\neq c), (\displaystyle \alpha \neq \beta \neq \gamma \neq 90^(\circ ))

Monoklininen: (\displaystyle a\neq b\neq c), (\displaystyle \alpha =\gamma =90^(\circ ),\beta \neq 90^(\circ ))

Rombinen: (\displaystyle a\neq b\neq c), (\displaystyle \alpha =\beta =\gamma =90^(\circ ))

Tetragonaalinen: (\displaystyle a=b\neq c), (\displaystyle \alpha =\beta =\gamma =90^(\circ ))

Kuusikulmainen: (\displaystyle a=b\neq c), (\displaystyle \alpha =\beta =90^(\circ ),\gamma =120^(\circ ))

Kuutio: (\displaystyle a=b=c), (\displaystyle \alpha =\beta =\gamma =90^(\circ ))

Kiderakenteiden pääominaisuudet

Kiteisille materiaaleille on ominaista pitkän kantaman järjestys, mikä on ominaista. sillä tosiasialla, että siinä voidaan erottaa tietty tilavuus, atomin järjestely, jossa toistuu koko tilavuuden läpi.

Amorfisissa matoissa on lyhyen kantaman järjestys, kissa. hahmo. aiheita. että volyymit eivät toistu.

Krist. rakennetta voidaan kuvata kätevästi Z:n avulla X mittaverkko suorista limeistä, jotka jakavat tilan samankokoisiksi suuntaissärmiöiksi. Linjojen ylittäminen on kuva kolmiulotteisista tiloista. ristikko. Hilasolmut vastaavat pääsääntöisesti atomien järjestelyä kiteen. Atomi värähtelee

näiden asemien ympärillä. Jos tällaisessa tilahilassa on mahdollista erottaa tietty tilavuus, siirtämällä sitä kolmeen suuntaan. voit asettaa koko kristallin riviin, sitten gov. Että elementti, solu löydettiin.

Soluelementille on yleensä tunnusomaista 6 parametria: a, b, c - suuntaissärmiön reunojen pituus, α, β, γ.

Soluelementin muoto määrittää kristallografisen koordinaattijärjestelmän - syngonian. Akseleiksi valitaan reunojen suunnat -elem, solut ja itse reunat ovat mittayksiköitä. Suorakulmien ja yhtäläisten sivujen lukumäärän tulee olla max ja kennoelementtien tilavuuden min.

Riisi. 17. Lumihiutaleet - luurankojääkiteet

Kokemuksesta tiedetään, että kiteisessä aineessa fysikaaliset ominaisuudet ovat samat rinnakkain, ja aineiden rakenteen käsitys edellyttää, että kiteen muodostavat hiukkaset (molekyylit, atomit tai ionit) sijaitsevat yhdestä toinen tietyillä äärellisillä etäisyyksillä. Näiden oletusten perusteella on mahdollista muodostaa geometrinen kaavio kiderakenteesta. Tätä varten kunkin ainesosan hiukkasen sijainti voidaan merkitä pisteellä. Kaikki kiteistärakennus esitetään sitten järjestelmänä pisteistä, jotka sijaitsevat säännöllisesti avaruudessa ja missä tahansa rinnakkaispisteessäpisteiden välisen etäisyyden suunnat ovat samat. Tällaista oikeaa pisteiden järjestelyä avaruudessa kutsutaan

spatiaalinen hila, ja jos jokainen piste edustaa atomin, ionin tai molekyylin asemaa kiteessä - kidehila.

Spatiaalisen hilan rakentaminen voidaan kuvitella seuraavasti.

A 0(Kuva 18) tarkoittaa atomin tai ionin keskustaa. Merkitään sitä lähimpänä olevaa keskustaa pisteellä A, jolloin kideen homogeenisuuden perusteella etäisyyden päässä A 1 A 2 \u003d A 0 A 1 täytyy olla keskellä A2; Jatkamalla tätä väitettä, voimme saada joukon kohtia: A 0, A 1, A 2, A 3...

Oletetaan, että lähin piste A 0 toiseen suuntaan tulee R0, silloin täytyy olla hiukkanen S0 etäisyydellä R 0 S 0= L 0 R 0 jne., eli saadaan toinen rivi identtisiä pisteitä A 0, R 0, S 0… Jos läpi R 0, S 0 jne. piirrä viivoja samansuuntaisesti A 0, A 1, A 2, saat samat rivit R0, R1, R2, S 0 , S 1 , S 2 ... jne

Riisi. 18. Tilahila

Rakentamisen tuloksena saatiin ruudukko, jonka solmut vastaavat kiteen muodostavien hiukkasten keskuksia.

Jos kuvittelemme sen joka pisteessä Klo 0 Co, jne., palautetaan sama ruudukko kuin A 0:ssa, tämän rakentamisen tuloksena saadaan avaruudellinen hila, joka tietyssä mielessä ilmaisee kiteen geometrista rakennetta.

Mitä ovat kristallit

Suuren venäläisen kristallografin E. S. Fedorovin luoma spatiaalisten hilan teoria sai loistavan vahvistuksen kiteiden rakenteen tutkimuksessa röntgensäteiden avulla. Nämä tutkimukset tarjoavat paitsi kuvia avaruudellisista hioista, myös niiden solmuissa sijaitsevien hiukkasten välisten rakojen tarkat pituudet.

Riisi. 19. Timanttirakenne

Kävi ilmi, että on olemassa useita avaruudellisia hiloja, jotka eroavat toisistaan ​​sekä hiukkasten järjestelyn luonteen että kemiallisen luonteensa suhteen.

Huomioimme seuraavan tyyppiset spatiaaliset hilat:

Atomirakennehilat. Näiden hilojen solmukohdissa minkä tahansa aineen tai elementin atomit sijaitsevat, jotka liittyvät suoraan toisiinsa kidehilassa. Tämän tyyppinen hila on tyypillistä timantille, sinkkiseokselle ja joillekin muille mineraaleille (katso kuvat 19 ja 20).

Ioniset rakenteelliset hilat. Näiden hilan solmukohdissa on ioneja, eli atomeja, joilla on positiivinen tai negatiivinen varaus.

Ionihilat ovat yleisiä epäorgaanisille yhdisteille, kuten alkalimetallihalogeeneille, silikaateille jne.

Erinomainen esimerkki on kivisuolan (NaCl) hila (kuva 21). Siinä natriumionit (Na) kolmessa keskenään kohtisuorassa suunnassa vuorottelevat kloridi-ionien (Cl) kanssa 0,28 millimikronin välein.

Riisi. 20. Sinkkiseoksen rakenne

Kiteisissä aineissa, joilla on samanlainen rakenne, molekyylin atomien väliset raot ovat yhtä suuret kuin molekyylien väliset raot, ja itse molekyylin käsite menettää merkityksensä sellaisille kiteille. Kuvassa Jokaisessa natriumionissa on 20 ug

ylhäältä, alhaalta, oikealta, vasemmalta, edestä ja takaa yhtä etäisyydellä siitä yksi kloori-ioni, joka kuuluu sekä tähän "molekyyliin" että viereisiin "molekyyleihin", ja sitä on mahdotonta sanoa mikä tietty kloori-ioni näistä kuudesta muodostaa molekyylin tai muodostaisi sen siirtyessään kaasumaiseen tilaan.

Edellä kuvattujen tyyppien lisäksi on molekyylirakennehiloja, joiden solmuissa ei ole atomeja tai ioneja, vaan erilliset, sähköisesti neutraalit molekyylit. Molekyylihilat ovat erityisen tyypillisiä erilaisille orgaanisille yhdisteille tai esimerkiksi "kuivajäälle" - kiteiselle CO 2:lle.

Riisi. 21. Vuorisuolan kristallihila

Heikot ("jäännös") sidokset tällaisten hilojen rakenneyksiköiden välillä määräävät tällaisten hilojen alhaisen mekaanisen lujuuden, niiden alhaiset sulamis- ja kiehumispisteet. On myös kiteitä, jotka yhdistävät erityyppisiä hiloja. Joihinkin suuntiin hiukkasten sidokset ovat ionisia (valenssi) ja toisissa molekyylisiä (jäännös). Tämä rakenne johtaa erilaiseen mekaaniseen lujuuteen eri suuntiin, mikä aiheuttaa mekaanisten ominaisuuksien terävän anisotropian. Siten molybdeniitti (MoS 2) -kiteet halkeavat helposti pinakoidi (0001) -suunnassa ja antavat tämän mineraalin kiteille hilseilevän ulkonäön, joka on samanlainen kuin grafiittikiteet, joissa on samanlainen rakenne. Syy alhaiseen mekaaniseen lujuuteen suuntaan (0001) kohtisuorassa on ionisidosten puuttuminen tähän suuntaan. Hilan eheys säilyy tässä vain molekyylisillä (jäännös)sidoksilla.

Kun kaikki edellä mainitut huomioidaan, se on helppoa rinnakkaisuus toisaalta amorfisen aineen sisäisen rakenteen ja toisaalta kiteisen rakenteen välillä:

1. Amorfisessa aineessa hiukkaset ovat järjestäytyneet epäjärjestykseen, ikään kuin ne kiinnittäisivät nesteen osittain kaoottisen tilan; siksi jotkut tutkijat kutsuvat esimerkiksi alijäähdytettyjä nesteitä.

2. Kiteisessä aineessa hiukkaset ovat järjestäytyneet järjestykseen ja niillä on tietty asema avaruudellisen hilan solmukohdissa.

Eroa kiteisen ja lasimaisen (amorfisen) aineen välillä voidaan verrata eroon kurinalaisen sotilasyksikön ja hajallaan olevan joukon välillä. Luonnollisesti kiteinen tila on vakaampi kuin amorfinen tila, ja amorfinen aine liukenee, reagoi kemiallisesti tai sulaa helpommin. Luonnollisilla on aina taipumus saada kiteinen rakenne, "kiteytyä", esimerkiksi (amorfinen piidioksidi) muuttuu lopulta kalsedoniksi - kiteiseksi piidioksidiksi.

Kiteisessä tilassa olevalla aineella on yleensä hieman pienempi tilavuus kuin amorfisessa muodossa, ja sen ominaispaino on suurempi; esimerkiksi albiitti-maasälpäkoostumus NaAlSi 3 O 8 amorfisessa tilassa vie 10 kuutiometriä. yksikköä ja kristallissa - vain 9; yksi cm 3 kiteinen piidioksidi (kvartsi) painaa 2,54 G, ja sama tilavuus lasimaista piidioksidia (sulatettua kvartsia) on vain 2,22 G. Erikoistapaus on jää, jonka ominaispaino on pienempi kuin sama määrä.

KITEIDEN TUTKIMUS Röntgenillä SÄTEET

Kysymystä kiteisen aineen fysikaalisten ominaisuuksien jakautumisen säännönmukaisuuksien syistä, kysymystä kiteiden sisäisestä rakenteesta, yritteli ensimmäisenä M.V. vuonna 1749 käyttäen esimerkkinä salpetaria. Tätä kysymystä kehitettiin sitten laajemmin jo 1700-luvun lopulla. Ranskalainen kristallografi Ayui. Ayui ehdotti, että jokaisella aineella on erityinen kiteinen muoto. Tämä kanta kumosi myöhemmin isomorfismin ja polymorfismin ilmiöiden löytämisellä. Näitä ilmiöitä, joilla on tärkeä rooli mineralogiassa, tarkastelemme hieman myöhemmin.

Venäläisen kristallografin E. S. Fedorovin ja joidenkin muiden kristallografien työn ansiosta edellisessä luvussa lyhyesti hahmoteltu spatiaalisten hilan teoria kehitettiin matemaattisesti, ja kiteiden muodon tutkimuksen perusteella johdettiin mahdollisia tilahilan tyyppejä. ; mutta vasta 1900-luvulla röntgensäteillä tehdyn kiteiden tutkimuksen ansiosta tämä teoria testattiin kokeellisesti ja vahvistettiin loistavasti. Useat fyysikot: Laue, Braggum, G. V. Wulf ja muut onnistuivat avaruushilojen teoriaa käyttäen osoittamaan ehdottomalla varmuudella, että joissakin tapauksissa kidehilojen solmukohdissa on atomeja ja toisissa molekyylejä tai ioneja.

Roentgenin vuonna 1895 löytämät säteet, jotka kantavat hänen nimeään, edustavat yhtä säteilyenergian tyypeistä ja monessa suhteessaNe muistuttavat valonsäteitä ja eroavat niistä vain aallonpituudeltaan, joka on useita tuhansia kertoja pienempi kuin valon aallonpituus.

Riisi. 22. Kaavio kiteen röntgendiffraktiokuvion saamiseksi Laue-menetelmällä:
A - röntgenputki; B - kalvo; C - kristalli; D - valokuvalevy

Vuonna 1912 Laue käytti kidettä, jossa atomit on järjestetty avaruudelliseen hilaan, diffraktiohilana saadakseen röntgenhäiriöitä. Hänen tutkimuksessaan kapea yhdensuuntaisten röntgensäteiden säde (kuva 22) johdettiin ohuen sinkkiseoksen C kiteen läpi. Jonkin etäisyyden päässä kiteestä ja Valokuvalevy D asetettiin kohtisuoraan säteen säteen suhteen, suojattu sivuttaisröntgensäteiden suoralta vaikutukselta ja päivänvalolta lyijysuoleilla.

Pitkäaikaisella altistuksella useita tunteja kokeet saivat samanlaisen kuvan kuin kuva 1. 23.

Valosäteillä, joilla on suuri aallonpituus atomien kokoon verrattuna, avaruudellisen hilan atomiverkot toimivat käytännössä jatkuvina tasoina ja valonsäteet heijastuvat kokonaan kiteen pinnalta. Paljon lyhyemmät röntgensäteet, jotka heijastuvat lukuisista tietyillä etäisyyksillä toisistaan ​​sijaitsevista atomiverkoista, menevät samaan suuntaan, häiritsevät, heikentävät ja sitten vahvistavat toisiaan. Vahvistuneet säteet antavat tielleen asetetussa valokuvauslevyssä mustia pisteitä pitkän valotuksen aikana säännöllisin väliajoin läheisessä yhteydessä kiteen sisäiseen rakenteeseen eli sen atomiverkkoon ja yksittäisten atomien ominaisuuksiin. sen sisällä.

Jos otamme kiteestä leikatun levyn tiettyyn kristallografiseen suuntaan ja teemme sen kanssa saman kokeen, niin röntgenkuviossa näkyy kiderakenteen symmetriaa vastaava kuvio.

Tiheämmät atomiverkot vastaavat tummimpia pisteitä. Kasvot, joissa atomeja on harvassa, antavat heikkoja kohtia tai eivät juuri ollenkaan. Keskipiste tällaisessa röntgenkuvassa saadaan röntgensäteistä, jotka ovat kulkeneet levyn läpi

Riisi. 23. Vuorisuolakiteen röntgendiffraktio 4. kertaluvun akselia pitkin

suoralla tiellä; jäljelle jääneet täplät muodostavat atomiverkoista heijastuvia säteitä.

Kuvassa Kuvassa 23 on röntgenkuva vuorisuolakiteestä, josta leikattiin levy noin 3 mm paksuus kuution pinnan suuntaisesti. Keskellä on näkyvissä suuri täplä - jälkeä säteiden keskisäteestä.

Pienten pisteiden järjestely on symmetrinen ja osoittaa 4. asteen symmetria-akselin ja neljän symmetriatason olemassaolon.

Toinen kuva (kuvio 24) kuvaa kalsiittikiteen röntgendiffraktiokuviota. Kuva on otettu 3. asteen symmetria-akselin suunnassa. kirjaimissa O 2. kertaluvun symmetria-akselien päät on merkitty.

Tällä hetkellä kidekappaleiden rakenteen tutkimiseen käytetään erilaisia ​​menetelmiä. Edellä lyhyesti kuvatun Laue-menetelmän olennainen piirre on vain suurten kiteiden käyttö, jotka on suunnattu tarkasti ohimenevään röntgensäteeseen nähden.

Jos suuria kiteitä ei voida käyttää, käytetään yleensä "jauhemenetelmää" (Debye-Scherer-menetelmä). Tämän menetelmän suuri etu on, että se ei vaadi suuria kiteitä. Ennen testausta testiaine hienojakoisessa tilassa yleensä puristetaan pieneen kolonniin. Tällä menetelmällä voidaan tutkia paitsi puristettuja jauheita, myös työstää valmiita metallinäytteitä langan muodossa, jos niiden kiteet ovat riittävän pieniä.

Suuren määrän kiteitä läsnä ollessa heijastus voi tapahtua jokaisen kiteen miltä tahansa pinnalta. Siksi "jauhemenetelmällä" saadussa röntgenkuvassa saadaan yleensä sarja viivoja, jotka antavat tutkittavan aineen ominaisuuden.

Röntgensäteiden käytön ansiosta kiteiden tutkimisessa oli vihdoin mahdollista tunkeutua molekyylien, ionien ja atomien todellisen sijainnin alueelle kiteiden sisällä ja määrittää atomihilan muodon lisäksi myös niiden väliset etäisyydet. sen muodostavat hiukkaset.

Kiteiden rakenteen tutkiminen röntgensäteillä mahdollisti tämän kiteen muodostavien ionien näennäisen koon määrittämisen. Menetelmä ionin säteen tai, kuten yleensä sanotaan, ionisäteen arvon määrittämiseksi käy selväksi seuraavasta esimerkistä. Sellaisten kiteiden, kuten toisaalta MgO, MgS ja MgSe sekä toisaalta MnO, MnS ja MnSe, tutkiminen antoi seuraavat ionien väliset etäisyydet:

varten

MgO -2,10 A MnO - 2,24 A

MgS - 2,60 A ja MnS - 2,59 A

MgSe - 2,73 Å MnSa - 2,73 Å,

jossa Å- tarkoittaa "angströmin" arvoa, joka on yhtä millimetrin kymmenesmiljoonasosaa.

Annettujen arvojen vertailu osoittaa, että MgO- ja MnO-yhdisteiden ionien välisellä etäisyydellä Mg- ja Mn-ionien koolla on tietty rooli. Muissa yhdisteissä nähdään, että S- ja Se-ionien välinen etäisyys ei riipu syötteestätoinen ioni, joka yhdistää yhdisteet, ja S- ja Se-ionit joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa, jolloin syntyy tiheimmin ionien pakkauksia.

Riisi. 24. Kalsiittikiteen röntgenkuvio 3. kertaluvun akselilla

Laskelma antaa arvolle S -2 ionisäteen 1,84 Å,

a Se -2:lle - 1,93 Å. Tietäen ionisäteet S -2 ja Se -2 , voidaan laskea myös muiden ionien ionisäteet. Joten O 2:lla on ioni

säde on 1,32Å. F -1 - 1,33 A, Na + l -0,98 A, Ca + 2 - 1,06,

K +1 - 1.33, Mg +2 -0.78Å, Al +3 -0.57Å, Si +4 - 0.39Å jne. Ionisäteen arvolla on suuri rooli isomorfismissa ja polymorfismissa, joista keskustellaan asiaankuuluvat osat.

Mineraalien röntgenrakennetutkimus on edennyt suuresti nykyaikaista mineralogiaa sekä mineraalien rakenteen ymmärtämisen että niiden rakenteen ja koostumuksen suhteen muiden tärkeiden ominaisuuksien, kuten halkeamisen, taitekertoimen jne., kanssa. mineraalien tutkiminen röntgensäteillä ilmaistaan ​​kauniisti seuraavalla lauseella: mineraali sikäli kuin rakennusta voi tutkia katsomalla sitä ulkopuolelta, ja kemistit yrittivät tuntea tämän rakennuksen tuhoamalla sen ja tutkimalla sitten erikseen materiaaleja, jotka olivat sen osa. Röntgendiffraktioanalyysin avulla pääsimme ensimmäistä kertaa sisään rakennukseen ja tarkkailimme sen sisäistä sijaintia ja koristelua."

Artikkeli aiheesta kiteiden rakenne

Kiinteät aineet jaetaan amorfisiin kappaleisiin ja kiteisiin. Ero jälkimmäisen ja edellisen välillä on, että kiteiden atomit on järjestetty tietyn lain mukaan, jolloin muodostuu kolmiulotteinen jaksollinen pino, jota kutsutaan kidehilaksi.

On huomionarvoista, että kiteiden nimi tulee kreikkalaisista sanoista "kovettua" ja "kylmä", ja Homeroksen aikana tätä sanaa kutsuttiin vuorikristalliksi, jota pidettiin silloin "jäätyneenä jäänä". Aluksi tällä termillä kutsuttiin vain viistettyjä läpinäkyviä muodostelmia. Mutta myöhemmin luonnollista alkuperää olevia läpinäkymättömiä ja leikkaamattomia kappaleita kutsuttiin myös kiteiksi.

Kristallirakenne ja hila

Ihanteellinen kide esitetään ajoittain toistuvien identtisten rakenteiden - niin sanottujen kiteen alkeissolujen - muodossa. Yleensä tällaisen solun muoto on vino suuntaissärmiö.

On tarpeen erottaa toisistaan ​​sellaiset käsitteet kuin kidehila ja kiderakenne. Ensimmäinen on matemaattinen abstraktio, joka kuvaa tiettyjen avaruuden pisteiden säännöllistä järjestelyä. Vaikka kiderakenne on todellinen fyysinen esine, kide, jossa tietty ryhmä atomeja tai molekyylejä liittyy jokaiseen kidehilan pisteeseen.

Granaattikiderakenne - rombi ja dodekaedri

Päätekijä, joka määrää kiteen sähkömagneettiset ja mekaaniset ominaisuudet, on alkukennon ja siihen liittyvien atomien (molekyylien) rakenne.

Kiteiden anisotropia

Kiteiden pääominaisuus, joka erottaa ne amorfisista kappaleista, on anisotropia. Tämä tarkoittaa, että kiteen ominaisuudet ovat erilaiset suunnasta riippuen. Joten esimerkiksi joustamaton (palautumaton) muodonmuutos suoritetaan vain tiettyjä kiteen tasoja pitkin ja tiettyyn suuntaan. Anisotropian vuoksi kiteet reagoivat muodonmuutokseen eri tavalla sen suunnasta riippuen.

On kuitenkin kiteitä, joilla ei ole anisotropiaa.

Kiteiden tyypit

Kiteet jaetaan yksikiteisiin ja monikiteisiin. Yksikiteitä kutsutaan aineiksi, joiden kiderakenne ulottuu koko kehoon. Tällaiset kappaleet ovat homogeenisia ja niissä on jatkuva kidehila. Yleensä tällaisella kiteellä on selvä leikkaus. Esimerkkejä luonnollisista yksikiteistä ovat vuorisuola-, timantti- ja topaasikiteet sekä kvartsi.

Monilla aineilla on kiderakenne, vaikka niillä ei yleensä ole kiteille ominaista muotoa. Tällaisia ​​aineita ovat esimerkiksi metallit. Tutkimukset osoittavat, että tällaiset aineet koostuvat suuresta määrästä hyvin pieniä yksittäiskiteitä - kiteisiä rakeita tai kristalliitteja. Ainetta, joka koostuu monista tällaisista eri tavalla suuntautuneista yksittäiskiteistä, kutsutaan monikiteiseksi. Monikiteillä ei usein ole fasetointia, ja niiden ominaisuudet riippuvat kiteisten rakeiden keskimääräisestä koosta, niiden keskinäisestä järjestelystä ja myös rakeiden välisten rajojen rakenteesta. Polykiteisiin kuuluvat aineet, kuten metallit ja seokset, keramiikka ja mineraalit sekä muut.