Анизотропия и симметрия внешней формы, физических свойств и структуры кристаллов

.Кристаллическими называются твердые, однородные, анизотропные вещества способные в определенных условиях самоограняться. Это классическое определение кристалла, сформулированное еще в те времена, когда о внутреннем строении этих удивительных природных многогранников строились лишь гипотезы, не потеряло своей значимости и в наши дни.

Одно из основных свойств кристалла — его однородность — самое важное следствие, вытекающее из взаимодействия атомов в кристалле. Расстояние между двумя соседними атомами в кристалле при постоянной температуре имеет вполне конкретную величину, определяемую равновесием сил притяжения и отталкивания атомов. Таким образом, если однородность рассматривать с современных позиций,

Однородным должно считаться тело, в котором на конечных расстояниях от любой его точки найдутся другие, эквивалентные ей не только в физическом отношении, но и геометрически, т. е. находящиеся в таком же окружении, как и исходная. Остановим на одной из точек свое внимание и, назвав ее «нулевой» (рис..6,а), найдем на кратчайшем от нее расстоянии а=а точку 1, во всех отношениях эквивалентную выбранной. Из условия эквивалентности, точек О и 1 следует, что на расстоянии а от точки 1направлении вектора а=О1 должна находиться точка 2, не отличимая от первых двух. Продолжая рассуждение (О—1—2--—3...) приходим к прямолинейному ряду эквивалентных точек (узлов), находящихся на одинаковых расстояниях друг от друга; причем из построения (а=а следует, что между членами этого ряда невозможны дополнительные аналогичные точки. В некотором другом направлении (Ть на рис. 6,6), не параллельном вектору Т эквивалентные точки также выстроятся в шеренгу с межузловым расстояние и эти два пересекающихся узловых ряда определят собой бесконечную плоскую сетку— узловую сетку. Можно доказать, что внутри петли сетки невозможна еще одна эквивалентная точка. Приняв во внимание и третье некомпланарное направление— вектор получим трехмерную узловую сетку—пространственную сетку—также с пустыми ячейками.

И действительно, если кристаллическое вещество рассматривать при сверхувеличении в миллиарды раз, то можно увидеть, что одинаковые частицы регулярно повторяются с равным шагом в параллельных рядах и плоских параллельных слоях. Таким образом, главная особенность однородного тела (кристалла) за включается в трехмерной периодичности расположения эквивалентных материальных частиц. Решетчатое строение кристаллов объясняет все остальные характеристики кристаллического вещества — плоскогранность, анизотропность, способность самоограняться и его симметрию.

Анизотропность — это способность кристаллов проявлять раз личные свойства в разных на правлениях. Поскольку различные направления в крксталлической структуре вещества, построенного по закону трехмерной переодичности могут характеризоваться неодинаковыми расстояниями между атомами, следовательно, и разными по силе химическими связями, то и свойства по таким направлениям могут отличаться, а сами кристаллы будут анизотропные относительно этих свойств..

Если свойство не изменяется в зависимости от направления, то говорят, что вещество изотропно в отношении этого свойств а.

Симметрия — наиболее общая закономерность, присущая строению и свойствам кристаллического вещества, — является одним ИЗ обобщающих фундаментальных понятий физики и естествознании в целом.

Дата добавления: 2015-10-16