Influența defectelor asupra proprietăților fizice ale cristalelor, publicarea în jurnalul "Young Scientist"

Crystal - o substanță solidă având o formă exterioară naturală poliedrelor regulate simetrice pe baza structurii lor interne, adică la un anumit număr de particule componente de material aranjate în mod regulat.

Proprietățile fizice ale cristalelor

Colorarea - unele cristale sunt atât de pure și frumoase încât sunt folosite ca vopsele sau lacuri. deseori numele lor sunt folosite în discursul de zi cu zi: verde smarald, roșu roșu, turcoaz, ametist. Colorarea mineralelor, una dintre principalele caracteristici de diagnosticare, nu este nici permanentă, nici eternă. Prezența elementelor de impurități în formula chimică a cristalului conduce la o colorare specifică.

Transparența cristalelor este o calitate foarte variabilă: un cristal opac poate fi atribuit cu ușurință transparenței. Majoritatea cristalelor incolore aparțin acestui grup. Transparența depinde de structura cristalelor - unele agregate și granule fine de gips și mica par opac sau translucid, în timp ce cristalele sunt transparente. Dar dacă vă uitați la granule mici și agregate cu o lupă, puteți vedea că ele sunt transparente.

Duritate - destul de ușor să zgârie un cristal de calcit cu vârful unui cuțit, dar fă-o cu un cristal de cuarț este puțin probabil să reușească - Glide piatra lama fără a lăsa zgârieturi. Prin urmare, duritatea acestor două minerale este diferită.

Duritatea poate fi evaluată într-un mod simplificat. Mineralele cu o duritate de 1 sunt ușor zgâriate de unghie; când sunt grași la atingere. Suprafața mineralelor cu o duritate de 2 este de asemenea zgâriată de unghie. Sârmă de cupru sau o bucată de cupru zgârieturi minerale cu duritate de 3. Vârful de pântec scarpină cristalele la o duritate de 5; un nou dosar bun - cuarț. Minerale cu o duritate mai mare de 6 zgarieturi de sticlă de duritate 5. De la 6 la 8 nu ia nici măcar un dosar bun; la astfel de încercări scânteie. Pentru a determina duritatea, specimenele de testare cu duritate tot mai mare, atâta timp cât acestea sunt date; apoi luați un eșantion, care este, evident, chiar mai greu. În mod opus, este necesar să se acționeze dacă este necesar să se determine duritatea unui mineral înconjurat de o piatră a cărei duritate este mai mică decât cea a cristalului necesar pentru eșantion.

Este ușor să tragem o concluzie pe baza acestui fapt. Dacă cristalul alunecă peste suprafața altui sau îl zgârie cu o ușoară scârțâie. Pot apărea următoarele cazuri:

1. Duritatea este aceeași dacă eșantionul și cristalul nu se strânge reciproc.
2. Este posibil ca ambii cristale să se scarpine unul pe celălalt, deoarece vârfurile și proeminențele cristalului pot fi mai greu decât fețele sau planurile de scindare. Prin urmare, se poate zgâria fața cristalului de ghips sau planul desprinderii acestuia de vârful unui alt cristal de ghips.
3. Minerale zgârieturi primul eșantion, și pe ea face un specimen zgârieturi, și pe ea face un specimen scratching de o clasa mai mare de duritate. Duritatea sa este în mijloc între eșantioanele folosite pentru comparație și poate fi estimată într-o jumătate de clasă.

Conductivitate termică. Dacă luați o bucată de chihlimbar în mână și o bucată de cupru, se pare că unul dintre ele este mai cald decât celălalt. Această impresie se datorează diferitelor conductivități termice ale acestor cristale. Deci, puteți distinge imitațiile de sticlă ale pietrelor prețioase; pentru aceasta trebuie să aplicați o pietricică pe obraz, unde pielea este mai sensibilă la căldură.

Magnetism. Fragmentele sau pulberea unor minerale, care au în principal un conținut ridicat de fier, se pot distinge de alte minerale similare prin intermediul unui magnet. Magnetul și pirotitul sunt puternic magnetice și atrag pilitura de fier. Unele minerale, de exemplu, hematit, dobândesc proprietăți magnetice dacă sunt roșii.

Următoarele proprietăți pot fi determinate de ce senzații provoacă la o persoană. La atingere, grafitul și talcul par a fi netede, iar gipsul și caolinul sunt uscate și aspre. Cristale solubile în apă, cum sunt halitul, silvinita, epsomita, au un gust specific - sărat, amar, acru. Unele minerale, cum ar fi sulful, arsenopiritul și fluoritul, au un miros ușor de recunoscut care apare imediat după impactul asupra eșantionului.

Defectele unidimensionale sunt defecte de cristal, ale căror dimensiuni într-o direcție sunt mult mai mari decât parametrul lattice, iar pe celelalte două, este comensurabilă cu ea. Defectele liniare includ dislocări și disclarări. Definiție generală: dislocarea este limita regiunii de forfecare incompletă din cristal. Dislocările sunt caracterizate printr-un vector de deplasare și un unghi φ între el și linia de dislocare. Pentru φ = 0, dislocarea se numește dislocare cu șurub; la φ = 90 ° - margine; în alte unghiuri - amestecate și apoi pot fi descompuse în componente de șurub și muchii. Dislocările apar în timpul creșterii cristalului; la deformarea sa plastică și în multe alte cazuri. distribuția și comportamentul lor a influențelor externe determină principalele proprietăți mecanice, în special, cum ar fi rezistența, ductilitatea și conductivitate etc. disclination -. Limita de rotație în curs de desfășurare în cristal. Caracterizată de vectorul de rotație.

Defecțiune bidimensională - Principalul defect - reprezentant al acestei clase este suprafața cristalului. Alte cazuri sunt limitele granulelor materialelor, inclusiv granițele cu unghi mic, planurile de înfrățire, suprafețele de separare a fazelor și altele.

Defecțiune tridimensională - defecte de volum. Acestea includ clustere de posturi vacante care formează pori și canale; particule care se depun pe diverse defecte, de exemplu, bule de gaz, bule de lichid mamă; acumularea de impurități sub formă de sectoare și zone de creștere. De regulă, acestea sunt pori sau incluziuni de impurități de fază. Acestea reprezintă un conglomerat de multe defecte. Originea este o încălcare a regimurilor de creștere a cristalelor, descompunerea soluției solide suprasaturate, contaminarea probelor. În unele cazuri, de exemplu, în cazul îngroșării dispersive, defecte de volum sunt introduse în mod special în material pentru a-și modifica proprietățile fizice.

Un defect de punct este o perturbare locală a structurii cristaline, ale cărei dimensiuni în toate cele trei dimensiuni sunt comparabile cu una sau mai multe (puține) distanțe interatomice. Defectele cele mai simple puncte includ vacanțele - absența unui atom sau a unui ion la locul latticei cristaline și a atomilor interstițiali interstițiali localizați în golurile laturii cristaline. Cea mai importantă caracteristică a defectelor de punct în cristalele ionice și covalente este că ele pot fi neutre din punct de vedere electric sau au o încărcătură. Cu toate acestea, în general, cristalul rămâne neutru din punct de vedere electric. Starea electroneutrala este asigurata de formarea unui numar egal de defecte incarcate pozitiv si negativ, formarea de defecte complexe sau electroni liberi si gauri.

Influența defectelor asupra proprietăților fizice ale cristalelor.

Fără îndoială, fiecare cristal real posedă toate cele de mai sus, iar proprietățile sale în această legătură trebuie să difere substanțial de cele ale cristalelor idealizate. Defectele structurii au o influență puternică asupra multor proprietăți ale cristalelor. Acestea includ duritatea, conductivitatea electrică. Aceste proprietăți sunt numite sensibile din punct de vedere structural. Cu toate acestea, se dovedește adesea că un tip de defect este responsabil pentru o anumită proprietate a unui cristal real. Acest lucru se datorează faptului că un defect este prezent la o concentrație mult mai mare decât alții sau pentru că alte defecte afectează într-o măsură mult mai mică această proprietate.

Un tip de defect este defectele punctuale, în care un atom lipsește la locul laturii de cristal, ocupă de obicei un astfel de atom, atomii din jur se deplasează încet spre acest nod neocupat. Locurile de muncă se formează ca urmare a excitației termice, în timp ce numărul de posturi vacante pe unitatea de volum din metal este aproximativ egal cu numărul de atomi pe unitatea de volum de vapori în echilibru cu cristalul dat. În număr mare de locuri de muncă pot apărea sub influența razelor X.

Datorită încălcării condițiilor de creștere a echilibrului și a captării impurităților în timpul cristalizării și, de asemenea, sub influența diferitelor influențe externe, o structură atomică periodică tridimensională ideală.

Defectele punctuale sunt cauza centrului de colorare a cristalelor, de exemplu, pulberile fine de clorură de sodiu cristalină cu încălzire în vapori de sodiu dobândesc o culoare galben-verzuie.

ioni de sodiu în exces rămân pe suprafață, electronii sunt difuzate în cea mai mare parte cristalină a ionilor de clor difuze la suprafață, lăsând cantități egale de posturi vacante anionice cu sarcină pozitivă efectivă

Astfel, cristalele de clorură de sodiu dobândesc aceeași culoare galben-verzui atunci când sunt încălzite atât în ​​vapori de sodiu, cât și în vapori de calciu.

Termeni de bază (generați automat). proprietăți ale cristalelor, creșterea cristalelor, site-ul cu zăbrele gips cristal, defecte de cristal, legat de delimitare ipsos cu cristale de progres, formula chimică a cristalului, cristalul unul cu celălalt, volumul ionilor de cristal în timpul creșterii cristalelor, proprietățile fizice ale cristalelor, condițiile de creștere de cristal, proprietăți imobiliare proeminențele de cristal, suprafața cristalului, vaporii de sodiu, proprietățile fizice ale cristalelor, duritatea într-un mod simplificat, unele cristale incolore.

Articole similare

• Defecte ale materialelor cristaline reale efectul lor asupra proprietăților substanțelor solide

• Caracteristicile generale ale vecinătății terenurilor, publicarea în revista "Young Scientist"

Trimiteți-le prietenilor: