27.Оптические св-ва кристаллов
Изучение особенностей распространения света в кристаллах является предметом кристаллооптики. Каждое вещ-во с определенной кристаллической стр-рой обладает своеобразными оптическими свойствами. В отношении оптических свойств все вещества можно разделить на оптически изотропные и анизотропные. Изотропными свойствами обладают аморфные тела и кристаллы высшей категории, анизотропными – кристаллы средней и низшей категории.В изотропных средах при нормальных условиях скорость распространения света одинакова по всем направлениям. Следовательно, такие среды характеризуются лишь одним показателем преломления. Если величины показателей преломления откладывать в известном масштабе в направлениях распространения световой волны, то полученная поверхность будет представлять собой сферу. К изотропным средам относятся жидкости, стекла и кристаллы, обладающие так называемой кубической симметрией. В оптически анизотропных средах, к которым относятся все остальные кристаллы, скорость распространения света зависит от направления и состояния поляризации света. И по любому направлению в кристалле, в общем случае, свет распространяется с двумя различными скоростями и, следовательно, каждое направление в такой среде характеризуется двумя показателями преломления. В кристаллах скорость распространения энергии (лучевая скорость) и скорость распространения волнового фронта (волновая скорость) различны как по величине, так и по направлению, в то время, как для изотропной среды оба вектора совпадают между собой.Распространение света в анизотропной среде сопровождается поляризацией света.
29.Типы хим.Связи в кристаллах
Кристаллохимия-наука о кристаллических структурах и их связи с природой вещества.Кристаллохимия изучает пространственное расположение и химическую связь атомов в кристаллах,а также зависимость физических и химических свойств кристаллических веществ от их строения.
Хим. связь между атомами в кристаллах возникает за счёт взаимодействия внеш. валентных электронов атомов. По хар-ру хим. связи кристаллы делят на четыре осн. группы — ионные(NaCl), ковалентные (алмаз, кремний), металлические (металлы и интерметаллич. соединения) и водородные кристаллы (H2, N2, O2, CO2, H2O).Металлическая связь характерна для элементов первых групп Периодической системы и интерметаллидов. Их атомы, как известно, имеют крупные размеры, а внешние электроны слабо связаны с ядром. В кристаллической решетке металлов внешние электроны свободно перемещаются в пространстве между атомами. Они образуют своеобразный "электронный газ" и обусловливают основные свойства металлов: высокую пластичность, ковкость, высокую теплопроводимость, высокую электропроводность, малую твердость, невысокие точки плавления и кипения. Связь не направленная. Энергия металлической связи составляет десятки килокалорий на моль.Ковалентная связь осуществляется за счет обобществления электронов на внешних валентных орбиталях двух соседних атомов, таким образом, что оба они приобретают стабильную конфигурацию благородного газа. Ковалентная связь строго направленная, насыщаемая и очень прочная. Энергия связи составляет до 170 ккал/моль. Минералы с таким типом связи характеризуются нерастворимостью, большой устойчивостью, высокой твердостью, высокими точками плавления и кипения, полупроводниковыми свойствами.Ионная связь реализуется между атомами различного сорта за счет электростатического взаимодействия положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов, при этом валентные электроны переходят от металла к аниону. Связь ненаправленная и ненасыщенная. Энергия ионной связи тем больше, чем больше разница электроотрицательности между элементами (для NaCl - 180 ккал/моль). Кристаллы с ионным типом связи растворяются в полярных растворах (вода), для них характерны диэлектрические свойства, хрупкость, низкая тепло- и электропроводность, средние плотность и твердость, весьма высокие точки плавления и кипения.Особая разновидность молекулярной связи — водородная связь. При определённых условиях атом водорода может быть связан довольно прочно с двумя другими атомами. Имея лишь одну стабильную орбиталь, атом водорода способен образовывать только одну ковалентную связь. Эта связь может, однако, резонировать между двумя положениями. Наибольшее значение имеют те водородные связи, которые образуются между двумя сильно электроотрицательными атомами, в особенности между атомами азота, кислорода и фтора.Водородные связи, образуемые молекулами воды, обусловливают удивительно высокие точки плавления льда и кипения воды, существование максимума плотности воды,расширение воды при замерзании.