загрузка...

трусы женские
загрузка...

Мінералогія

Мінералогія

Курс лекцій

Кристалічна речовина і його будова

Кристали - тверді тіла мають багатогранну форму, а складові їх частинки (атоми, молекули, іони) розташовані закономірно. Поверхня кристалів обмежена площинами, які носять назву граней. Місця з'єднання граней називаються ребрами, точки перетину яких називаються вершинами або кутами. Грані, ребра і вершини кристалів пов'язані залежністю: число граней + число вершин = число ребер + 2. У більшості випадків кристалічні речовини не мають ясно Огранований форми, хоча і мають закономірним внутрішнім кристалічним будовою. Встановлено, що кристали побудовані з матеріальних часток - іонів, атомів або молекул, геометрично правильно розташованих в просторі.

Властивості кристалічних речовин. Основні властивості наступні:

Анизотропность (тобто неравносвойственность). Анізотропними називаються такі речовини, які мають однакові властивості в паралельних напрямах і неоднакові - в непаралельних. Різні фізичні властивості кристалів, такі, як теплопровідність, твердість, пружність, поширення світла і ін., Змінюються зі зміною напрямку. На противагу анізотропним, ізотропні тіла мають однакові властивості в усіх напрямках.

Здатність самоограняться. Цією специфічною особливістю володіють тільки кристалічні речовини. При вільному зростанні кристали обмежуються плоскими гранями і прямими ребрами, приймаючи багатогранну форму.

Симетрія. Симетрією називається закономірна повторюваність у розташуванні предметів або їх частин на площині або в просторі. Всі кристали є тілами симетричними

Будова кристалічної решітки. Матеріальні частинки (атоми, іони, молекули) в кристалічному речовині розміщуються не хаотично, а в певному строгому порядку. Вони розташовані паралельними рядами, причому відстані між матеріальними частинками цих рядів однакові. Ця закономірність у будові кристалів виражається геометрично у вигляді просторової решітки, що є як би скелетом речовини.

Уявити просторову грати можна як нескінченно велика кількість однакових за формою і розміром паралелепіпедів, зрушених щодо одного та складених так, що вони виконують простір без проміжків. Вершини паралелепіпедів, в яких знаходяться атоми, іони або молекули, називаються вузлами просторової решітки, а прямі лінії, проведені через них, - рядами. Будь-яка площина, яка проходить через три вузла просторової решітки (які не лежать на одній прямій), називається плоскою сіткою. Елементарний паралелепіпед, в вершинах якого знаходяться вузли решітки, носить назву осередку даної просторової решітки.

Таким чином, кристалічна речовина має строго закономірне (ретикулярное) будову.

Фізичні властивості мінералів, як віддзеркалення їх внутрішньої будови. Усі найважливіші властивості кристалічних речовин є наслідком їх внутрішнього закономірного будови. Так, наприклад, анизотропность кристалів можна легко усвідомити, якщо вести вимір будь-яких властивостей в різних напрямках. Особливо чітко анізотропія виявляється в оптичних властивостях кристалів, на чому заснований один з найважливіших методів їх вивчення, застосовуваний в мінералогії і петрографії.

Здатність кристалів самоограняться також є природним наслідком їх внутрішньої будови. Грані кристалів відповідають плоским сіток, ребра - рядах, а вершини кутів - вузлам просторової решітки. Просторова решітка має нескінченну безліч плоских сіток, рядів і вузлів. Але реальним гранях можуть відповідати лише ті плоскі сітки решітки, які мають найбільшу ретикулярну щільність, тобто на яких на одиницю площі буде припадати найбільше число складових її частинок (атомів, іонів). Таких плоских сіток порівняно небагато, звідси і кристали мають цілком певне число граней.

Структура кристала, тобто розташування в ньому окремих частинок, є симетричною. Отже і сам кристал володітиме площинами і осями симетрії.

Освіта і зростання кристалів. Кристали виникають при переході речовини з будь-якого агрегатного стану в тверде. При цьому частинки можуть виявитися відносно один одного в безладному положенні або може виникнути закономірність їх розташування. У першому випадку ми будемо мати аморфне речовина, а в другому кристалічний.

Кристали можуть утворюватися при переходах речовини з газоподібного стану в твердий, з рідкого в тверде і з твердого в тверде.

Освіта кристалів сірки, нашатирю, борної кислоти та ін. Відбувається при охолодженні газів в кратерах вулканів і фумаролах. Найбільш звичайним прикладом є утворення снігу.

Особливо широко поширене в природі й техніці утворення кристалів при переході речовини з рідкого стану в твердий. Тут треба розрізняти два випадки утворення кристалів: з розплаву і з розчину. Прикладом першого випадку є кристалізація магми. Магма - вогненно - рідкий силікатний розплав, що містить різні хімічні сполуки, в тому числі і гази. При повільному охолодженні магми утворюється безліч центрів кристалізації, кристали ростуть, заважаючи один одному, і в результаті утворюється кристалічна зерниста порода.

Прикладами утворення кристалів з розчинів можуть служити утворення льоду і випадання різних солей.

При переході з твердого стану в твердий слід відзначити два випадки. При одних процесах кристалічна речовина може утворюватися з аморфного. Так, з протягом часу закрісталлізовиваются скла і містять скла вулканічні породи. Інший процес - перекристалізація: структура одних речовин руйнується і утворюються нові кристали з іншою структурою. Всі метаморфічні породи є в тій чи іншій мірі перекристалізованого. Під впливом температури, тиску та інших факторів вапняк переходить в мармур. Явище перекристалізації широко поширене в природі.

Зростання кристалів. Маленькі кристалики зазвичай мають велике число граней, але в процесі росту деякі грані заростають. Нормалі до граней є напрямки їх росту, тобто в процесі росту грані переміщаються паралельно самим собі. Не всі грані ростуть з однаковою швидкістю. Ті з них, які ростуть швидше, зменшуються в розмірах і можуть зникнути, тому форма кристала в процесі його росту змінюється.

Іноді зустрічаються так звані зональні кристали. Зональність їх може бути обумовлена ??перервами в кристалізації або будь-якими домішками і окрашивающими речовинами, які були присутні в певні моменти кристалізації.

Види симетрії. Класифікація кристалів по виду симетрії. Симетрія є закономірна повторюваність у розташуванні предметів або їх частин на площині або в просторі. У природі симетрія проявляється у великій різноманітності і особливо характерна для кристалів. Вона є їх найважливішим і специфічним властивістю, відбиваючим закономірність внутрішньої будови.

Розглянемо елементи симетрії.

Площина симетрії. Це уявна площину, яка ділить фігуру на дві рівні частини так, що одна з частин є дзеркальним відображенням іншої. Площину симетрії позначається буквою Р. Якщо площин симетрії в даному кристалі декілька, то перед позначенням площини ставиться їх число, наприклад - 3Р, три площині симетрії. В кристалах можуть бути одна, дві, три, чотири, п'ять, шість, сім і дев'ять площин симетрії. Багато кристали взагалі не мають жодної площині симетрії.

Центр симетрії. Центром симетрії називається така точка всередині фігури, при проведенні через яку будь-яка пряма зустріне на рівному від ній відстані однакові і назад розташовані частини фігури. Центр симетрії позначається літерою С (або i). Якщо кожна грань кристала має собі рівну, хоч і назад розташовану грань, то даний кристал має центром симетрії. Деякі кристали можуть не мати центру симетрії.

Осі симетрії. Віссю симетрії називається уявна пряма, при повороті навколо якої завжди на один і той же кут відбувається поєднання рівних частин фігури. При повороті на 360 ° суміщення граней в різних кристалах можливо два, три, чотири або шість разів (тобто при кожному повороті на 180, 120, 90 і 60 °). Вісь симетрії позначається буквою L, порядок осі показує, скільки разів при повороті на 360 ° відбудеться суміщення кожної з граней. Так в кристалах можливі осі другого L2, третього L3, четвертого L4 і шостого L6 порядків. Осі симетрії L3, L4, L6 називаються осями симетрії вищого порядку. Осі симетрії пітого і вище шостого порядку в силу закономірності внутрішньої будови кристалів неможливі. Вісь симетрії першого порядку L1 показує, що для поєднання фігури з її початковим становищем потрібно зробити поворот на 360 °; це відповідає повній відсутності симетрії, бо будь-який предмет при повороті на 360 ° навколо будь-якого реального напрямки суміститься з самим собою.

Інверсійні осі симетрії. Інверсійної віссю симетрії (Li) називається уявна пряма, при повороті навколо якої на деякий певний кут і відображенні в центральній точці фігури (як у центрі симетрії) фігура поєднується сама з собою, тобто інверсійна вісь представляє спільну дію осі симетрії і центру симетрії. При цьому потрібно відзначити, що на кристалах центр симетрії може не проявлятися у вигляді самостійного елементу симетрії.

В кристалах можливі тільки 32 поєднання елементів симетрії (32 види симетрії). Види симетрії об'єднуються в сингонії (від грецького "син" - подібно і "гонія" - кут) або системи. Усього розрізняють сім сингоний.

Триклінна, моноклинная і ромбічна сингонії називаються нижчими, тому що вони не мають осей симетрії вище другого порядку (L2).

Тригональная, тетрагональная і гексагональная сингонії називаються середніми; вони мають одну вісь симетрії вищого порядку (L3, L4 або Li4), L6 (або Li6).

Кубічноїсингонії має кілька осей симетрії вищого порядку (L3, L4 або Li4); вона називається вищої сингонії.

Прості форми та їх комбінації. Огляд простих форм по сингониям. Сукупність граней, яка може бути отримана з вихідної межі при дії всіх елементів симетрії даного кристала, називається простою формою. Отже, це така фігура в кристалі, всі грані якої при рівномірному розвитку за розміром і формою однакові. В кристалі можуть бути присутніми одна, дві або кілька простих форм. Поєднання двох або кількох простих форм називається комбінацією.

Прості форми можуть замикати і не замикати простору; вони відповідно називаються відкритими і закритими.

Так, наприклад, кристал циркону є комбінацією двох простих форм: тетрагональной призми

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар