§ 7-е. Кристаллические тела

Мы закончили знакомство с основными положениями МКТ. Перейдём теперь к изучению микроскопического строения различных тел с точки зрения этих положений. Продолжим знакомство с твёрдыми кристаллическими телами, начатое в § 6-д.

Геологам известно, что в природе часто встречаются кристаллы различных веществ. Например, железа, золота, каменной соли, горного хрусталя. Рисунок многочисленных кристаллов кварца различных размеров вы можете видеть на странице, открывающей эту тему.

      

Важно: большинство окружающих нас кристаллов являются так называемыми поликристаллами (от греч. «полис» – многочисленный). Это значит, что они состоят из многочисленных сросшихся между собой монокристаллов (от греч. «монос» – один, единственный). Например, на увеличенной фотографии отшлифованной поверхности алюминия (см. справа) чёрные линии – промежутки между отдельными монокристалликами. Они образовались при отвердевании расплавленного алюминия. Добавим, что все металлические предметы вокруг нас являются поликристаллами.

      

Строение монокристаллов. Появившиеся в XX веке электронные и ионные микроскопы помогли увидеть частицы многих кристаллов. Например, на рисунке показано, как выглядят на экране электронного микроскопа атомы золота при увеличении в 70 тысяч раз. Нельзя не заметить, что они располагаются параллельными рядами. Говорят, что в их расположении наблюдается дальний порядок: упорядоченное расположение частиц сохраняется на больших расстояниях по сравнению с размерами самих частиц.

Кроме электронных, можно провести и рентгеновские исследования. Они также подтвердят, что частицы всех кристаллов расположены упорядоченно, образуя множество параллельных рядов.

 

Кристаллическая решётка. В § 7-б мы узнали, что соль состоит из частиц, называемых ионами. Ниже на рисунке изображено строение монокристалла поваренной соли. Рисунки показывают одну и ту же модель под разными углами зрения: со стороны грани монокристалла (а) и со стороны его угла (б). Ионы натрия и хлорид-ионы изображены в виде шариков разного цвета.

        

Слева и в центре показана так называемая шаровая модель строения кристалла. Справа – другая модель, кристаллическая решётка, наглядно демонстрирующая расположение центров частиц в кристалле.

Движение частиц кристаллов. В молекулярно-кинетической теории считается, что частицы кристаллических тел непрерывно колеблются около положений равновесия. Размах колебаний невелик по сравнению с размерами самих частиц, поэтому на фотографиях с экрана электронного микроскопа их отклонения незаметны. В модели «кристаллическая решётка» отражают именно положения равновесия частиц.

Колебательное движение частиц кристаллов – основное их движение. Однако их частицы могут перескакивать с места на место. Этим объясняется, что в твёрдых телах всё же может происходить диффузия.

Перескокам способствует то, что в кристаллах есть дефекты (см.рис.). Рассмотрим простейший дефект кристалла – отсутствие в нём одной из частиц (а). В пустое место в ряду, в так называемую «вакансию», может перескочить частица из соседнего ряда (б). В результате образуется новая вакансия. В неё может перескочить частица из другого ряда (в) и так далее.

  1. С этого параграфа мы начинаем рассмотрение ...
  2. Монокристаллы каких веществ можно встретить в природе?
  3. Строение поликристаллов таково: ...
  4. Видеть промежутки между монокристалликами можно не только в лупу, но и ...
  5. Многочисленные сросшиеся монокристаллики алюминия возникли ...
  6. Являются поликристаллическими ...
  7. На следующем рисунке с экрана электронного микроскопа мы видим, ...
  8. Атомы золота внутри его кристалла ...
  9. О дальнем порядке в расположении частиц тела или вещества говорят, если ...
  10. Рентгеновские и электронные методы изучения показывают, что в кристаллах частицы ...
  11. На следующих трёх рисунках с разноцветными «шариками» показано ...
  12. На двух левых рисунках показана так называемая ...
  13. Модель «кристаллическая решётка» отражает ...
  14. Каково преобладающее движение частиц кристаллов? Они ...
  15. Почему на «электронных» фотографиях колебания частиц не видны?
  16. Изображая кристаллическую решётку вещества, на ней ...
  17. Диффузия в твёрдых телах протекает крайне медленно, но всё же возможна, так как ...
  18. Какая особенность реальных кристаллов делает перескоки их частиц чаще?
  19. Простейшим дефектом кристалла является ...
  20. Отсутствие частицы кристалла в «положенном месте» – это ...

Источник: fizika.ru