Крышталь

Крышталі (ад грэч. κρύσταλλος, першапачаткова — лёд, у далейшым — горны крышталь, крышталь) — цвёрдыя целы, у якіх атамы размешчаны заканамерна, утвараючы трохмерна-перыядычную прасторавую кладку — крышталічную рашотку.

Крышталі кварцу

Крышталі — гэта цвёрдыя рэчывы, якія маюць натуральную знешнюю форму правільных сіметрычных шматграннікаў, заснаваную на іх унутранай структуры, гэта значыць на адным з некалькіх пэўных рэгулярных размяшчэнняў, якія складаюць рэчыва часціц (атамаў, малекул, іонаў).

Крышталічная структура

Крышталічная структура, будучы індывідуальнай для кожнай рэчывы, адносіцца да асноўных фізіка-хімічным уласцівасцям гэтай рэчывы.

Крышталічная рашотка

Складнікі дадзенай цвёрдай рэчывы часціцы ўтвараюць крышталічную рашотку. Калі крышталічныя рашоткі стэрэаметрычна (прасторава) аднолькавыя або падобныя (маюць аднолькавую сіметрыю), то геаметрычнае адрозненне паміж імі складаецца, у прыватнасці, у розных адлегласцях паміж часціцамі, якія займаюць вузлы рашоткі. Самі адлегласці паміж часціцамі называюцца параметрамі рашоткі. Параметры рашоткі, а таксама вуглы геаметрычных шматграннікаў вызначаюцца фізічнымі метадамі структурнага аналізу, напрыклад, метадамі рэнтгенаўскага структурнага аналізу.

Часта цвёрдыя рэчывы ўтвараюць (у залежнасці ад умоў) больш чым адну форму крышталічнай рашоткі; такія формы называюцца паліморфнымі мадыфікацыямі. Напрыклад, сярод простых рэчываў вядомыя рамбічная і монаклінная сера, графіт і алмаз, якія з’яўляюцца гексаганальнай і кубічнай мадыфікацыямі вугляроду, сярод складаных рэчываў — кварц, трыдыміт і крыстабаліт уяўляюць сабой розныя мадыфікацыі дыяксіду крэмнію.

Віды крышталёў

Варта падзяляць ідэальны і рэальны крышталь.

Ідэальны крышталь

З’яўляецца, па сутнасці, матэматычным аб’ектам, які мае поўную, уласцівую яму сіметрыю, ідэальна роўныя гладкія грані.

Рэальны крышталь

Заўсёды мае розныя дэфекты ўнутранай структуры рашоткі, скажэнні і няроўнасці на гранях і мае паніжаную сіметрыю шматгранніка з прычыны спецыфікі ўмоў росту, неаднароднасці сілкавальнага асяроддзя, пашкоджанняў і дэфармацый. Рэальны крышталь не абавязкова мае крышталеграфічныя грані і правільную форму, але ў яго захоўваецца галоўная ўласцівасць — заканамернае размяшчэнне атамаў у крышталічнай рашотцы.

Анізатрапіі крышталёў

Шмат якім крышталям уласціва анізатрапія, г. зн. залежнасць іх уласцівасцяў ад напрамку, тады як у ізатропных рэчывах (большасці газаў, вадкасцей, аморфных цвёрдых целах) або псеўдаізатропных (полікрышталі) целах уласцівасці ад напрамкаў не залежаць. Працэс няпругкага дэфармавання крышталёў заўсёды ажыццяўляецца па цалкам вызначаных сістэмах слізгання, гэта значыць толькі па некаторых крышталеграфічных плоскасцях і толькі ў пэўным крышталеграфічным кірунку. З прычыны неаднароднага і неаднолькавага развіцця дэфармацыі ў розных участках крышталічнага асяроддзя паміж гэтымі ўчасткамі ўзнікае інтэнсіўнае ўзаемадзеянне праз эвалюцыю палёў мікранапружанняў.

У той жа час існуюць крышталі, у якіх анізатрапія адсутнічае.

Значныя поспехі дасягнуты ў вывучэнні дыслакацыйнай пластычнасці металаў. Тут зразумелыя не толькі асноўныя структурна-фізічныя механізмы рэалізацыі працэсаў няпругкай дэфармацыі, але і створаныя эфектыўныя спосабы іх разліку.

Фізічныя навукі, якія вывучаюць крышталі

• крышталяграфія вывучае ідэальныя крышталі з пазіцый законаў сіметрыі і супастаўляе іх з крышталямі рэальнымі.
• структурная крышталяграфія займаецца вызначэннем унутранай структуры крышталёў і класіфікацыяй крышталічных рашотак.
• крышталяоптыка вывучае аптычныя ўласцівасці крышталёў.
• крышталяхімія вывучае заканамернасці ўтварэння крышталёў з розных рэчываў і ў розных асяроддзях.

Наогул, уласцівасці рэальных крышталёў — велізарная навуковая галіна, дастаткова сказаць, што ўсе паўправадніковыя⁣ ўласцівасці некаторых крышталёў (на аснове якіх ствараецца дакладная электроніка і, у прыватнасці, камп’ютары) узнікаюць менавіта за кошт дэфектаў.

Цікавыя факты

• Самыя вялікія крышталі былі знойдзены ў пячоры крышталёў у шахтавым комплексе Найка, у мексіканскім штаце Чыўаўа. Некаторыя са знойдзеных там крышталяў гіпсу дасягаюць 15 метраў у даўжыню, а ў шырыню — 1 метр.

Гл. таксама

• Крышталічная рашотка
• Фізіка цвёрдага цела

Зноскі

1. В. Чернавцев. Гипсовое чудо света // «Вокруг света». — № 11, 2008, С. 16-22.

Літаратура

• Химия: Справ. изд. / В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. — М.: Химия, 1989.
• Курс общей физики, книга 3 — И. В. Савельев: Астрель, 2001 — ISBN 5-17-004585-9.
• Кристаллы / М. П. Шаскольская, 208 с ил. 20 см, 2-е изд., испр. — М.: Наука, 1985.
• Лихачёв В. А., Малинин В. Г. Структурно-аналитическая теория прочности — СПб: Наука. — 471 с.
• Зоркий П. М. Симметрия молекул и кристаллических структур — М.: изд-во МГУ, 1986. — 232 с.

Спасылкі

• Кристаллы минералов, Формы природного растворения кристаллов
• Определение понятия «Кристалл» в Большом Энциклопедическом словаре
• Адзіны завод, які вырабляе крышталі
• Учебный фильм «Кристаллическое состояние вещества»