Vetitë fizike të rrjetës kristalore jonike. Enciklopedi e madhe e naftës dhe gazit

Shumica e substancave karakterizohen nga aftësia, në varësi të kushteve, për të qenë në një nga tre gjendjet e grumbullimit: të ngurtë, të lëngët ose të gaztë.

Për shembull, uji në presion normal në intervalin e temperaturës 0-100 o C është një lëng, në temperatura mbi 100 o C mund të ekzistojë vetëm në gjendje të gaztë dhe në temperatura nën 0 o C është i ngurtë.
Substancat në gjendje të ngurtë ndahen në amorfe dhe kristalore.

Një tipar karakteristik i substancave amorfe është mungesa e një pike të qartë shkrirjeje: rrjedhshmëria e tyre gradualisht rritet me rritjen e temperaturës. Substancat amorfe përfshijnë komponime të tilla si dylli, parafina, shumica e plastikës, qelqi, etj.

Megjithatë, substancat kristalore kanë një pikë shkrirjeje specifike, d.m.th. një substancë me strukturë kristaline kalon nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme jo gradualisht, por papritur, me arritjen e një temperature specifike. Shembuj të substancave kristalore përfshijnë kripën e tryezës, sheqerin dhe akullin.

Dallimi në vetitë fizike të trupave të ngurtë amorfe dhe kristalor është kryesisht për shkak të veçorive strukturore të substancave të tilla. Cili është ndryshimi midis një substance në një gjendje amorfe dhe një gjendje kristalore mund të kuptohet më lehtë nga ilustrimi i mëposhtëm:

Siç mund ta shihni, në një substancë amorfe, ndryshe nga ajo kristalore, nuk ka rregull në rregullimin e grimcave. Nëse në një substancë kristalore lidhni mendërisht dy atome afër njëri-tjetrit me një vijë të drejtë, mund të zbuloni se të njëjtat grimca do të shtrihen në këtë vijë në intervale të përcaktuara rreptësisht:

Kështu, në rastin e substancave kristalore, mund të flasim për një koncept të tillë si një rrjetë kristalore.

Rrjetë kristali quhet një kornizë hapësinore që lidh pikat në hapësirë në të cilat ndodhen grimcat që formojnë kristalin.

Quhen pikat në hapësirë në të cilat ndodhen grimcat që formojnë kristalin nyjet e rrjetës kristalore .

Varësisht se cilat grimca ndodhen në nyjet e rrjetës kristalore, ato dallohen: molekulare, atomike, jonike Dhe grila metalike kristal .

Në nyje rrjetë kristalore molekulare

Grilë kristal akulli si një shembull i një rrjetë molekulare

Ka molekula brenda të cilave atomet janë të lidhur me lidhje të forta kovalente, por vetë molekulat mbahen pranë njëra-tjetrës nga forca të dobëta ndërmolekulare. Për shkak të ndërveprimeve të tilla të dobëta ndërmolekulare, kristalet me një rrjetë molekulare janë të brishtë. Substancat e tilla ndryshojnë nga substancat me lloje të tjera të strukturës nga pikat e shkrirjes dhe vlimit dukshëm më të ulëta, nuk përçojnë rrymë elektrike dhe mund ose nuk mund të treten në tretës të ndryshëm. Tretësirat e komponimeve të tilla mund ose nuk mund të përcjellin rrymë elektrike, në varësi të klasës së përbërjes. Komponimet me një rrjetë kristalore molekulare përfshijnë shumë substanca të thjeshta - jometale (H 2, O 2, Cl 2 të ngurtësuar, squfur ortohombik S 8, fosfor i bardhë P 4), si dhe shumë substanca komplekse - komponime hidrogjeni të jometaleve, acidet, oksidet jometale, shumica e substancave organike. Duhet të theksohet se nëse një substancë është në gjendje të gaztë ose të lëngët, është e papërshtatshme të flasim për një rrjetë kristalore molekulare: është më e saktë të përdoret termi tip molekular i strukturës.

Grilë kristal diamanti si një shembull i një grilë atomike

Në nyje rrjetë kristalore atomike

ka atome. Për më tepër, të gjitha nyjet e një rrjete të tillë kristali janë "të lidhura" së bashku përmes lidhjeve të forta kovalente në një kristal të vetëm. Në fakt, një kristal i tillë është një molekulë gjigante. Për shkak të veçorive të tyre strukturore, të gjitha substancat me një rrjetë kristalore atomike janë të ngurta, kanë pika të larta shkrirjeje, janë kimikisht joaktive, të patretshme as në ujë as në tretës organikë dhe shkrirjet e tyre nuk përçojnë rrymë elektrike. Duhet mbajtur mend se substancat me një strukturë atomike përfshijnë bor B, karbon C (diamanti dhe grafit), silic Si nga substanca të thjeshta dhe dioksid silikoni SiO 2 (kuarc), karabit silikoni SiC, nitrid bor BN nga substanca komplekse.

Për substancat me rrjetë kristalore jonike

vendet e rrjetës përmbajnë jone të lidhura me njëri-tjetrin nëpërmjet lidhjeve jonike.
Meqenëse lidhjet jonike janë mjaft të forta, substancat me një rrjetë jonike kanë fortësi dhe refraktaritet relativisht të lartë. Më shpesh, ato janë të tretshme në ujë, dhe zgjidhjet e tyre, si shkrirjet, përcjellin rrymë elektrike.
Substancat me një rrjetë kristalore jonike përfshijnë kripërat e metalit dhe të amonit (NH 4 +), bazat dhe oksidet e metaleve. Një shenjë e sigurt e strukturës jonike të një substance është prania në përbërjen e saj të dy atomeve të një metali tipik dhe të një jometali.

Rrjeta kristalore e klorurit të natriumit si shembull i një rrjete jonike

vërehet në kristalet e metaleve të lira, për shembull, natriumi Na, hekuri Fe, magnezi Mg, etj. Në rastin e një rrjete kristalore metalike, nyjet e saj përmbajnë katione dhe atome metalike, ndërmjet të cilave lëvizin elektronet. Në këtë rast, elektronet lëvizëse i bashkohen periodikisht kationeve, duke neutralizuar kështu ngarkesën e tyre, dhe atomet individuale të metaleve neutrale në kthim "lëshojnë" disa nga elektronet e tyre, duke u kthyer, nga ana tjetër, në katione. Në fakt, elektronet "të lira" nuk i përkasin atomeve individuale, por të gjithë kristalit.

Karakteristika të tilla strukturore çojnë në faktin se metalet përcjellin mirë nxehtësinë dhe rrymën elektrike dhe shpesh kanë duktilitet të lartë (lakueshmëri).
Përhapja e temperaturave të shkrirjes së metaleve është shumë e madhe. Për shembull, pika e shkrirjes së merkurit është afërsisht minus 39 ° C (i lëngshëm në kushte normale), dhe tungsteni është 3422 ° C. Duhet të theksohet se në kushte normale të gjitha metalet përveç merkurit janë të ngurta.

Ekzistojnë dy lloje të lëndëve të ngurta në natyrë, të cilat ndryshojnë dukshëm në vetitë e tyre. Këta janë trupa amorfë dhe kristalorë. Dhe trupat amorfë nuk kanë një pikë të saktë shkrirjeje gjatë ngrohjes, ato zbuten gradualisht dhe më pas kalojnë në një gjendje të lëngshme. Një shembull i substancave të tilla është rrëshira ose plastelina e zakonshme. Por situata është krejtësisht e ndryshme me substancat kristalore. Ato qëndrojnë në gjendje të ngurtë deri në një temperaturë të caktuar dhe vetëm pasi e arrijnë atë shkrihen këto substanca.

Gjithçka ka të bëjë me strukturën e substancave të tilla. Në trupat e ngurtë kristalorë, grimcat nga të cilat përbëhen ndodhen në pika të caktuara. Dhe nëse i lidhni me vija të drejta, ju merrni një lloj kornize imagjinare, e cila quhet një rrjetë kristalore. Dhe llojet e grilave kristal mund të jenë shumë të ndryshme. Dhe sipas llojit të grimcave nga të cilat janë "ndërtuar", grilat ndahen në katër lloje. Këto janë jonike, atomike, molekulare dhe

Dhe në nyjet, në përputhje me rrethanat, ndodhen jonet, dhe ekziston një lidhje jonike midis tyre. mund të jetë ose i thjeshtë (Cl-, Na+) ose kompleks (OH-, SO2-). Dhe këto lloje të grilave kristalore mund të përmbajnë disa hidrokside dhe okside metalike, kripëra dhe substanca të tjera të ngjashme. Merrni, për shembull, klorur natriumi të zakonshëm. Ai alternon jonet negative të klorit dhe jonet pozitive të natriumit, të cilat formojnë një rrjetë kub kristal. Lidhjet jonike në një grilë të tillë janë shumë të qëndrueshme dhe substancat e "ndërtuara" sipas këtij parimi kanë forcë dhe fortësi mjaft të lartë.

Ekzistojnë gjithashtu lloje të rrjetave kristalore të quajtura rrjeta atomike. Këtu, nyjet përmbajnë atome midis të cilave ekziston një lidhje e fortë kovalente. Jo shumë substanca kanë një grilë atomike. Këto përfshijnë diamantin, si dhe germaniumin kristalor, silikonin dhe borin. Ekzistojnë gjithashtu disa substanca komplekse që përmbajnë dhe kanë, në përputhje me rrethanat, një rrjetë kristalore atomike. Këto janë kristali shkëmbor dhe silicë. Dhe në shumicën e rasteve, substanca të tilla janë shumë të forta, të forta dhe refraktare. Ato janë gjithashtu praktikisht të pazgjidhshme.

Dhe llojet molekulare të rrjetave kristalore kanë një larmi substancash. Këto përfshijnë ujë të ngrirë, domethënë akull të zakonshëm, "akull të thatë" - monoksid karboni të ngurtësuar, si dhe sulfid të ngurtë hidrogjeni dhe klorur hidrogjeni. Rrjetat molekulare përmbajnë gjithashtu shumë komponime organike të ngurta. Këto përfshijnë sheqer, glukozë, naftalinë dhe substanca të tjera të ngjashme. Dhe molekulat e vendosura në nyjet e një grilë të tillë janë të lidhura me njëra-tjetrën me lidhje kimike polare dhe jopolare. Dhe përkundër faktit se brenda molekulave ka lidhje të forta kovalente midis atomeve, vetë këto molekula mbahen në rrjetë për shkak të lidhjeve shumë të dobëta ndërmolekulare. Prandaj, substanca të tilla janë mjaft të paqëndrueshme, shkrihen lehtë dhe nuk kanë fortësi të madhe.

Epo, metalet kanë një shumëllojshmëri të llojeve të grilave kristalore. Dhe nyjet e tyre mund të përmbajnë atome dhe jone. Në këtë rast, atomet mund të kthehen lehtësisht në jone, duke hequr dorë nga elektronet e tyre për "përdorim të përbashkët". Në të njëjtën mënyrë, jonet, duke "kapur" një elektron të lirë, mund të bëhen atome. Dhe kjo rrjetë përcakton vetitë e metaleve si plasticiteti, lakueshmëria, përçueshmëria termike dhe elektrike.

Gjithashtu, llojet e rrjetave kristalore të metaleve, dhe substancave të tjera, ndahen në shtatë sisteme kryesore sipas formës së qelizave elementare të rrjetës. Më e thjeshta është qeliza kubike. Ekzistojnë gjithashtu qeliza njësi rombike, tetragonale, gjashtëkëndore, romboedrale, monoklinike dhe triklinike që përcaktojnë formën e të gjithë rrjetës kristalore. Por në shumicën e rasteve rrjetat kristalore janë më komplekse se ato të listuara më sipër. Kjo për faktin se grimcat elementare mund të vendosen jo vetëm në vetë nyjet e grilës, por edhe në qendër ose në skajet e saj. Dhe në mesin e metaleve, më të zakonshmet janë tre rrjetat e mëposhtme komplekse kristalore: kubik në qendër të fytyrës, kubik në qendër të trupit dhe gjashtëkëndor i mbushur ngushtë. Karakteristikat fizike të metaleve gjithashtu varen jo vetëm nga forma e rrjetës së tyre kristalore, por edhe nga distanca ndëratomike dhe parametrat e tjerë.

Lëndët e ngurta zakonisht kanë një strukturë kristalore. Karakterizohet nga rregullimi i saktë i grimcave në pika të përcaktuara rreptësisht në hapësirë. Kur këto pika lidhen mendërisht me vija të drejta të kryqëzuara, formohet një kornizë hapësinore, e cila quhet rrjetë kristali.

Pikat në të cilat ndodhen grimcat quhen nyjet e rrjetës kristalore. Nyjet e një rrjete imagjinare mund të përmbajnë jone, atome ose molekula. Ata bëjnë lëvizje osciluese. Me rritjen e temperaturës rritet amplituda e lëkundjeve, e cila manifestohet në zgjerimin termik të trupave.

Në varësi të llojit të grimcave dhe natyrës së lidhjes ndërmjet tyre, dallohen katër lloje të rrjetave kristalore: jonike, atomike, molekulare dhe metalike.

Rrjetat kristalore të përbëra nga jone quhen jonike. Ato formohen nga substanca me lidhje jonike. Një shembull është një kristal i klorurit të natriumit, në të cilin, siç është përmendur tashmë, çdo jon natriumi është i rrethuar nga gjashtë jone klorur, dhe çdo jon klorur nga gjashtë jone natriumi. Ky rregullim korrespondon me paketimin më të dendur nëse jonet përfaqësohen si sfera të vendosura në kristal. Shumë shpesh, grilat kristalore përshkruhen siç tregohet në Fig., ku tregohen vetëm pozicionet relative të grimcave, por jo madhësia e tyre.

Numri i grimcave fqinje më të afërta afër një grimce të caktuar në një kristal ose në një molekulë individuale quhet numri i koordinimit.

Në rrjetën e klorurit të natriumit, numrat e koordinimit të të dy joneve janë 6. Pra, në një kristal të klorurit të natriumit është e pamundur të izolohen molekulat individuale të kripës. Nuk ka asnjë prej tyre. I gjithë kristali duhet të konsiderohet si një makromolekulë gjigante e përbërë nga një numër i barabartë jonesh Na + dhe Cl -, Na n Cl n, ku n është një numër i madh. Lidhjet midis joneve në një kristal të tillë janë shumë të forta. Prandaj, substancat me një rrjetë jonike kanë një fortësi relativisht të lartë. Ato janë refraktare dhe fluturuese të ulëta.

Shkrirja e kristaleve jonike çon në prishje të orientimit të saktë gjeometrik të joneve në lidhje me njëri-tjetrin dhe një ulje të forcës së lidhjes midis tyre. Prandaj, shkrirja e tyre përcjell rrymë elektrike. Komponimet jonike në përgjithësi treten lehtësisht në lëngje që përbëhen nga molekula polare, siç është uji.

Rrjetat kristalore, në nyjet e të cilave ka atome individuale, quhen atomike. Atomet në rrjeta të tilla janë të lidhura me njëri-tjetrin me lidhje të forta kovalente. Një shembull është diamanti, një nga modifikimet e karbonit. Diamanti përbëhet nga atome karboni, secila prej të cilave është e lidhur me katër atome fqinje. Numri koordinues i karbonit në diamant është 4 . Në rrjetën e diamantit, si në rrjetën e klorurit të natriumit, nuk ka molekula. I gjithë kristali duhet të konsiderohet si një molekulë gjigante. Rrjeta atomike kristalore është karakteristikë e borit të ngurtë, silikonit, germaniumit dhe komponimeve të disa elementeve me karbon dhe silikon.

Rrjetat kristalore të përbëra nga molekula (polare dhe jopolare) quhen molekulare.

Molekulat në rrjeta të tilla lidhen me njëra-tjetrën nga forca relativisht të dobëta ndërmolekulare. Prandaj, substancat me një grilë molekulare kanë fortësi të ulët dhe pikë shkrirjeje të ulët, janë të patretshme ose pak të tretshme në ujë dhe tretësitë e tyre pothuajse nuk përçojnë rrymë elektrike. Numri i substancave inorganike me një rrjetë molekulare është i vogël.

Shembuj të tyre janë akulli, monoksidi i ngurtë i karbonit (IV) ("akulli i thatë"), halidet e ngurta të hidrogjenit, substancat e thjeshta të ngurta të formuara nga një- (gazrat fisnikë), dy- (F 2, Cl 2, Br 2, I 2, molekula atomike H2, O2, N2), tre- (O 3), katër- (P 4), tetë- (S 8). Rrjeta molekulare kristalore e jodit është paraqitur në Fig. . Shumica e komponimeve organike kristalore kanë një rrjetë molekulare.

Sipas teorisë atomo-molekulare të Boyle, të gjitha substancat përbëhen nga molekula që janë në lëvizje të vazhdueshme. Por a ka ndonjë strukturë specifike në substanca? Apo janë thjesht të përbëra nga molekula që lëvizin rastësisht?

Në fakt, të gjitha substancat në gjendje të ngurtë kanë një strukturë të qartë. Atomet dhe molekulat lëvizin, por forcat e tërheqjes dhe zmbrapsjes midis grimcave janë të balancuara, kështu që atomet dhe molekulat janë të vendosura në një pikë të caktuar në hapësirë (por vazhdojnë të bëjnë luhatje të vogla në varësi të temperaturës). Struktura të tilla quhen grila kristalore. Vendet në të cilat ndodhen vetë molekulat, jonet ose atomet quhen nyjet. Dhe distancat midis nyjeve quhen - periudhat e identitetit. Në varësi të pozicionit të grimcave në hapësirë, ekzistojnë disa lloje:

atomike;
jonike;
molekulare;
metalike.

Në gjendjet e lëngëta dhe të gazta, substancat nuk kanë një rrjetë të qartë, molekulat e tyre lëvizin në mënyrë kaotike, prandaj ato nuk kanë formë. Për shembull, oksigjeni, kur është në gjendje të gaztë, është një gaz pa ngjyrë, pa erë në gjendje të lëngshme (në -194 gradë) është një tretësirë kaltërosh. Kur temperatura bie në -219 gradë, oksigjeni kthehet në gjendje të ngurtë dhe bëhet i kuq. grilë, ndërsa kthehet në një masë bore me ngjyrë blu.

Është interesante se substancat amorfe nuk kanë një strukturë të qartë, për këtë arsye ato nuk kanë pika të rrepta shkrirjeje dhe vlimi. Kur nxehen, rrëshira dhe plastelina zbuten gradualisht dhe bëhen të lëngshme, ato nuk kanë një fazë të qartë tranzicioni.

Rrjetë kristalore atomike

Nyjet përmbajnë atome, siç sugjeron emri. Këto substanca janë shumë të forta dhe të qëndrueshme, meqenëse midis grimcave krijohet një lidhje kovalente. Atomet fqinje ndajnë një palë elektrone me njëri-tjetrin (ose, më saktë, retë e tyre elektronike janë të shtresuara njëra mbi tjetrën), dhe për këtë arsye ato janë të lidhura shumë mirë me njëra-tjetrën. Shembulli më i dukshëm është diamanti, i cili ka fortësinë më të madhe në shkallën Mohs. Është interesante se diamanti, si grafiti, përbëhet nga karbohidrate. Grafiti është një substancë shumë e brishtë (fortësia Mohs 1), e cila është një shembull i qartë se sa varet nga lloji.

Rajoni atomik grilë i shpërndarë dobët në natyrë, përfshin: kuarc, bor, rërë, silikon, oksid silikoni (IV), germanium, kristal shkëmbi. Këto substanca karakterizohen nga një pikë e lartë shkrirjeje, forcë, dhe këto komponime janë shumë të forta dhe të patretshme në ujë. Për shkak të lidhjeve shumë të forta midis atomeve, këto komponime kimike vështirë se ndërveprojnë me të tjerët dhe e përcjellin rrymën shumë dobët.

Rrjetë jonike kristalore

Në këtë lloj, jonet ndodhen në çdo nyje. Prandaj, ky lloj është karakteristik për substancat me lidhje jonike, për shembull: klorur kaliumi, sulfat kalciumi, klorur bakri, fosfat argjendi, hidroksid bakri etj. Substancat me një skemë të tillë të lidhjes së grimcave përfshijnë;

kripë;
hidroksidet metalike;
oksidet e metaleve.

Kloruri i natriumit ka jone të alternuara pozitive (Na +) dhe negative (Cl -). Një jon klori i vendosur në një nyje tërheq dy jone natriumi (për shkak të fushës elektromagnetike) që ndodhen në nyjet fqinje. Kështu, formohet një kub në të cilin grimcat janë të ndërlidhura.

Rrjeta jonike karakterizohet nga forca, refraktariteti, qëndrueshmëria, fortësia dhe jopaqëndrueshmëria. Disa substanca mund të përcjellin elektricitetin.

Rrjetë kristalore molekulare

Nyjet e kësaj strukture përmbajnë molekula që janë të paketuara fort së bashku. Substancat e tilla karakterizohen nga lidhje kovalente polare dhe jopolare. Është interesante se, pavarësisht nga lidhja kovalente, ekziston një tërheqje shumë e dobët midis grimcave (për shkak të forcave të dobëta van der Waals). Kjo është arsyeja pse substanca të tilla janë shumë të brishta, kanë pika të ulëta vlimi dhe shkrirjeje dhe janë gjithashtu të paqëndrueshme. Këto substanca përfshijnë: ujë, substanca organike (sheqer, naftalinë), monoksid karboni (IV), sulfur hidrogjeni, gazra fisnikë, dy- (hidrogjen, oksigjen, klor, azot, jod), tre- (ozon), katër- (fosfor ), substanca tetë-atomike (squfuri) etj.

Një nga veçoritë dalluese është kjo është se modeli strukturor dhe hapësinor ruhet në të gjitha fazat (si të ngurta, të lëngëta dhe të gazta).

Rrjetë kristalore metalike

Për shkak të pranisë së joneve në nyje, rrjeta metalike mund të duket se është e ngjashme me një rrjetë jonike. Në fakt, këto janë dy modele krejtësisht të ndryshme, me veti të ndryshme.

Metali është shumë më fleksibël dhe më duktil se jonik, karakterizohet nga forca, përçueshmëria e lartë elektrike dhe termike, këto substanca shkrihen mirë dhe përçojnë mirë rrymën elektrike. Kjo shpjegohet me faktin se nyjet përmbajnë jone metalike (katione) të ngarkuar pozitivisht, të cilët mund të lëvizin në të gjithë strukturën, duke siguruar kështu rrjedhën e elektroneve. Grimcat lëvizin në mënyrë kaotike rreth nyjës së tyre (ato nuk kanë energji të mjaftueshme për të shkuar përtej), por sapo shfaqet një fushë elektrike, elektronet formojnë një rrymë dhe nxitojnë nga rajoni pozitiv në atë negativ.

Rrjeta metalike e kristalit është karakteristikë e metaleve, për shembull: plumbi, natriumi, kaliumi, kalciumi, argjendi, hekuri, zinku, platini etj. Ndër të tjera, ai ndahet në disa lloje ambalazhesh: gjashtëkëndor, me në qendër trupin (më pak i dendur) dhe me në qendër fytyrën. Paketa e parë është tipike për zinkun, kobaltin, magnezin, e dyta për bariumin, hekurin, natriumin, e treta për bakrin, aluminin dhe kalciumin.

Kështu, në varësi të llojit të grilës varen shumë veti, si dhe struktura e substancës. Duke ditur llojin, mund të parashikoni, për shembull, sa do të jetë refraktariteti ose forca e një objekti.

Qelizë kristalore- një sistem pikash të vendosura në kulme të barabarta, të orientuara paralele dhe paralelopipedë ngjitur përgjatë faqeve pa boshllëqe, duke mbushur hapësirën e pikave të quajtura nyje, vijat e drejta - rreshtat, rrafshet - rrjetat, paralelopipedët quhen qeliza elementare.

Llojet e rrjetave kristalore: atomike - nëse atomet ndodhen në nyje, jonike - nëse jonet ndodhen në nyje, molekulare - nëse molekulat ndodhen në nyje

2. Vetitë e substancave kristalore - homogjeniteti, anizotropia, aftësia për të prerë vetë.

Uniformiteti- dy vëllime elementare identike të një substance, të orientuar paralelisht në hapësirë, por të izoluar në pika të ndryshme të substancës, absolutisht identike në veti (beril - turmalinë).

Anizotropia- në drejtime të ndryshme të rrjetës kristalore në drejtime jo paralele, shumë veti (për shembull, forca, fortësia, indeksi i thyerjes) janë të ndryshme.

Aftësia për të vetë-shkatërruar– vetia e kristaleve, kur rriten lirshëm, për të formuar poliedra me faqe të rregullta.

Vetia e qëndrueshmërisë së nyjeve dihedrale– këndet ndërmjet faqeve dhe skajeve përkatëse në të gjithë kristalet e së njëjtës substancë janë të njëjta.

3. Koncepti i singonisë. Në cilat kategori ndahen singonitë?

Singonia është një grup llojesh simetrish që kanë 1 ose disa elementë të përbashkët simetrie, me një numër të barabartë drejtimesh njësi. Qeliza karakterizohet nga marrëdhëniet midis boshteve a, b dhe c dhe këndeve të qelizës.

Janë 7 të ndara në:

Më e ulëta( nuk kanë boshte simetrie më të larta se rendi i dytë)

Mesatare ( ata kanë një bosht simetrie të rendit më të lartë)

Drejtime të vetme– drejtime që nuk përsëriten në kristale.

Duke qenë ndarja më e madhe e klasifikimit në simetrinë e kristaleve, çdo grup simetrie përfshin disa grupe pikash simetrish dhe rrjeta Bravais.

4.Forma dhe kombinime të thjeshta. Kuptimi fizik i izolimit të formave të thjeshta në një kristal.

Në bazë të pamjes së tyre, kristalet ndahen në forma dhe kombinime të thjeshta. Forma të thjeshta– kristale të përftuara nga njëra faqe nga veprimi i një elementi simetrie mbi të.

Elementet e simetrisë:

imazh gjeometrik

rrafshi i simetrisë– një rrafsh pingul me imazhin, duke e ndarë figurën në 2 pjesë, që korrespondojnë si një objekt dhe imazhin e tij pasqyrues.

Boshti i simetrisë- kjo është një vijë e drejtë pingul me imazhin, kur rrotullohet rreth saj me 360 o figura është një linjë me vetveten n herë.

Qendra e simetrisë- një pikë brenda një kristali karakterizuar nga fakti se çdo vijë e drejtë e tërhequr përmes saj takohet me pika identike në të dy anët në distanca të barabarta.

Kombinimet- kristale të përbëra nga fytyra të llojeve të ndryshme, të ndryshme në formë dhe madhësi. Formohet nga një kombinim i dy ose më shumë formave të thjeshta. Ka po aq lloje fytyrash në një kristal të zhvilluar në mënyrë uniforme sa ka forma të thjeshta në të.

Përzgjedhja e fytyrave të llojeve të ndryshme ka kuptimi fizik , meqenëse fytyra të ndryshme rriten me ritme të ndryshme dhe kanë veti të ndryshme (ngurtësia, dendësia, indeksi i thyerjes).

Format e thjeshta janë të hapura dhe të mbyllura. Një formë e thjeshtë e mbyllur, me ndihmën e fytyrave të të njëjtit lloj, mbyll në mënyrë të pavarur hapësirën (dipiramida tetragonale), një formë e thjeshtë e hapur mund ta mbyllë hapësirën vetëm në kombinim me forma të tjera të thjeshta (piramida tetragonale + rrafsh.) Janë 47 të thjeshta forma në total. Të gjithë ata ndahen në kategori:

Monohedron është një formë e thjeshtë e përfaqësuar nga një fytyrë.

Pinacoid - dy fytyra të barabarta paralele që mund të kthehen mbrapsht.

Dihedron - dy fytyra të barabarta kryqëzuese (mund të kryqëzohen në vazhdimin e tyre).

Prizma rombike - katër palë të barabarta faqesh paralele; në prerje tërthore formojnë një romb.

Një piramidë rombike ka katër anë të barabarta të kryqëzuara; në prerje tërthore formojnë edhe një romb. Format e thjeshta të listuara janë të hapura, pasi nuk e mbyllin hapësirën. Prania në një kristal të formave të thjeshta të hapura, për shembull, një prizëm rombik, shkakton domosdoshmërisht praninë e formave të tjera të thjeshta, për shembull, një pinacoid ose një bipiramide rombike, të nevojshme për të marrë një formë të mbyllur.

Nga format e mbyllura të thjeshta të sistemeve më të ulëta, vërejmë sa vijon. Dipiramida rombike: dy piramida rombike të bashkuara në bazat e tyre; forma ka tetë fytyra të ndryshme, duke dhënë një romb në seksion kryq; Një tetraedron rombik ka katër faqe që mbyllin hapësirën dhe kanë formën e trekëndëshave të zhdrejtë.

Kategoria e mesme(sistemet: triklinik, tetragonal, gjashtëkëndor) - 27 p.f.: njëfaqësh, pinokoid, 6 dipiramida, 6 piramida, 6 prizma, tetraedron, romboedron, 3 trapezoedron (në formë trapezoidi të fytyrave në formë domethënie 2), dhe rombohedron).

Kategoria më e lartë– 15 p.f.: kryesoret janë katërkëndëshi, tetëfaqëshi, kubiku. Nëse në vend të një fytyre ka 3 fytyra - një tritetrahedron, nëse 6 - një heksatetrahedron, nëse 4 - një tetratetrahedron. Fytyrat mund të jenë 3x, 4x, 5x: 3x - trigon, 4x - katërkëndësh, 5x - pesëkëndësh.

Një formë e thjeshtë kristalore është një familje fytyrash të ndërlidhura nga veprime simetrike të një klase të caktuar simetrie. Të gjitha fytyrat që formojnë një formë të thjeshtë kristali duhet të jenë të barabarta në madhësi dhe formë. Një kristal mund të përmbajë një ose më shumë forma të thjeshta. Kombinimi i disa formave të thjeshta quhet kombinim.

Format e mbyllura janë ato, skajet e të cilave mbyllin plotësisht hapësirën e mbyllur midis tyre, si p.sh. një kub;

Format e thjeshta të hapura nuk mbyllin hapësirë dhe nuk mund të ekzistojnë në mënyrë të pavarur, por vetëm në kombinime. Për shembull, prizëm + pinacoid.

Fig.6. Forma të thjeshta të kategorisë më të ulët: monohedron (1), pinacoid (2), dihedron (3).

Në singonitë e poshtme janë të mundshme format e mëposhtme të thjeshta të hapura (Fig. 6):

Monohedron (nga greqishtja "mono" - një, "hedron" - fytyrë) - një formë e thjeshtë e përfaqësuar nga një fytyrë e vetme. Një monohedron është, për shembull, baza e një piramide.

 Pinacoid (nga greqishtja "pinax" - tabelë) është një formë e thjeshtë e përbërë nga dy faqe të barabarta paralele, shpesh të orientuara nga ana e kundërt.

Dihedron (nga greqishtja "di" - dy, "hedron" - faqe) - një formë e thjeshtë e formuar nga dy skaje të barabarta të kryqëzuara (ndonjëherë në vazhdimin e tyre), duke formuar një "çati të drejtë".

Prizmi rombik është një formë e thjeshtë që përbëhet nga katër faqe paralele të barabarta, në çift, të cilat në prerje tërthore formojnë një romb.

Piramida rombike - formë e thjeshtë e përbërë nga katër faqe të barabarta të kryqëzuara; në prerje tërthore është gjithashtu një romb. Nga format e thjeshta të mbyllura të sistemeve më të ulëta, vërejmë sa vijon:

Dipiramida rombike: dy piramida rombike të bashkuara në bazat e tyre. Forma ka tetë fytyra të barabarta, duke dhënë një romb në seksion kryq.

Tetraedri rombik është një formë e thjeshtë, katër faqet e së cilës janë të formësuara si trekëndësha të zhdrejtë dhe mbyllin hapësirën.

Forma të hapura të thjeshta të sistemeve kristalore të kategorisë së mesme do të jenë prizmat dhe piramidat.

 Prizma trigonale (nga greqishtja "gon" - kënd) - tre faqe të barabarta që kryqëzohen përgjatë skajeve paralele dhe formojnë një trekëndësh barabrinjës në prerje tërthore;

 Prizma katërkëndore (nga greqishtja "tetra" - katër) - katër palë të barabarta faqesh paralele, duke formuar një katror në prerje tërthore;

Prizëm gjashtëkëndor (nga greqishtja "hexa" - gjashtë) - gjashtë faqe të barabarta që kryqëzohen përgjatë skajeve paralele dhe formojnë një gjashtëkëndësh të rregullt në prerje tërthore.

Emrat ditrigonal, dytetragonal dhe dygjashtëkëndor u jepen prizmave me numër të dyfishtë të faqeve, kur të gjitha faqet janë të barabarta dhe të njëjtat kënde ndërmjet faqeve alternojnë njëra-tjetrën.

Piramidat - format e thjeshta të kristaleve të kategorisë së mesme mund të jenë, si prizmat, trigonale (dhe ditrigonale), tetragonale (dhe dytetragonale), gjashtëkëndore (dhe dygekagonale). Ata formojnë shumëkëndësha të rregullt në prerje tërthore. Fytyrat e piramidave janë të vendosura në një kënd të zhdrejtë ndaj boshtit të simetrisë së rendit më të lartë.

Në kristalet e kategorisë së mesme gjenden edhe forma të thjeshta të mbyllura. Ekzistojnë disa forma të tilla:

Dipiramidat janë forma të thjeshta të formuara nga dy piramida të barabarta të bashkuara në bazat e tyre. Në forma të tilla, piramida dyfishohet nga një rrafsh horizontal i simetrisë pingul me boshtin kryesor të simetrisë të një rendit më të lartë (Fig. 8). Dipiramidat, si piramidat e thjeshta, mund të kenë forma të ndryshme të prerjes tërthore në varësi të renditjes së boshtit. Ato mund të jenë trigonale, ditrigonale, tetragonale, dytetragonale, gjashtëkëndore dhe dygjakëndore.

Rombohedroni është një formë e thjeshtë që përbëhet nga gjashtë faqe në formë diamanti dhe i ngjan një kubi të zgjatur ose të rrafshuar diagonalisht. Është e mundur vetëm në sistemin trigonal. Grupi i sipërm dhe i poshtëm i fytyrave rrotullohen në lidhje me njëra-tjetrën në një kënd prej 60° në mënyrë që fytyrat e poshtme të vendosen në mënyrë simetrike midis atyre të sipërme.

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Lëkundjet harmonike Formula e fizikës së frekuencës së lëkundjeve