Вопрос 52. Некоторые твёрдые тела встречаются в природе в виде кристаллов- тел, грани которых представляют собой правильные многоугольники.

Большой одиночный кристалл, имеющий более или менее правильную форму, называют монокристаллом. Его характерной особенностью является анизотропия- различие его физических свойств в разных направлениях.

Поликристаллическая структура- это структура, когда каждое звено- это кристалл, который принял неправильную форму потому, что его росту помешали соседние кристаллики. Он изотропен- его свойства в среднем во всех направлениях одинаковы.

Кристаллическая решётка- частицы, из которых состоит кристалл. Вершину называют узлом кристаллической решётки; прямую, проходящую через углы решётки- узловой линией; плоскость, проходящую через узлы решётки- узловой плоскостью.

В кристалле наблюдается дальний порядок в упаковке атомов и других частиц, из которого построена ячейка кристалла.

Вопрос 53. В узлах кристаллической решётки могут располагаться либо атомы, либо молекулы, либо ионы. В зависимости от структуры кристаллической решётки все вещества можно разбить на четыре группы.

1. Молекулярные кристаллы (ряд неорганических, а так же большинство органических соединений). Легко разрушаются из-за теплового движения молекул- они плавятся при очень низких температурах, а так же легко испаряются. Не обладают электрической проводимостью

2. Ионный кристаллы (большинство неорганических соединений, например соли). В пространственной решётке размещаются поочерёдно ионы противоположных знаков. Являются изоляторами, здесь нет свободных ни электронов, ни ионов. При взаимодействии с водой решётка разрушается и появляется электролит с ионной проводимостью.

3. Металлические кристаллы. Металлическая связь обеспечивается притяжением между ионной решёткой, образованной положительно заряженными ионами, и отрицательно заряженным электронным облаком (электронным газом).

4. Атомные кристаллы. Решётка образуется путём плотной упаковки атомов, чаще всего одинаковых. Атомы, расположенные в пространственной решётке атомного кристалла, связаны ковалентными связями. Ковалентные кристаллы являются полупроводниками.

Вопрос 54. В природе встречаются тела, состояние которых при комнатной температуре по своим механическим свойствам близко к твёрдому, но которые имеют строение такое же, как и жидкости. К ним относятся например стекло, смолы, леденцы. Их особенностью является отсутствие у них определённой точки плавления. При повышении температуры эти тела постепенно размягчаются, их вязкость падает и они начинают вести себя как обычные густые жидкости.

При аморфном состоянии тело обладает некоторым избытком энергии, поэтому аморфное это не вполне устойчивое состояние. Со временем такие тела переходят в кристаллические, а их внутренняя энергия уменьшается.

Вопрос 55. Изотропность- одинаковость физических свойств среды по всем направлениям. Все газы, жидкости и твёрдые тела в аморфном состоянии изотропны по всем физическим свойствам. У кристаллов большинство физических свойств анизотропно. Однако чем выше симметрия кристалла, тем более изотропны его свойства. Однородные поликристаллы обычно изотропны в отношении всех свойств, если рассматривать их свойства в объёме, значительно большем, чем величина зерна.

Анизотропия— неодинаковость свойств среды (например, физических: упругости, электропроводности, теплопроводности, показателя преломления, скорости звука или света и др.) по различным направлениям внутри этой среды; в противоположность изотропии. Частный случай анизотропии — ортотропия — неодинаковость свойств среды по взаимно перпендикулярным направлениям.

Вопрос 56. Одним из важнейших видов нарушения регулярной структуры кристалла является дефект, который называется дислокацией. Простая (краевая) дислокация заключается в том, что в какой либо участок кристалла внедрилась лишняя узловая плоскость, в результате кристалл оказывается разбит на два блока.

Нарушение дальнего порядка возможны и в том случае, если узловая точка окажется вакантной или заполненной чужеродным атомом.

Наличие дефектов в кристалле значительно влияет на его свойства. Они существенно уменьшают прочность кристаллов и меняют его электрическое сопротивление.

При длительном контакте двух твёрдых тел происходит диффузия. В идеальном кристалле диффузия почти невозможна.

Дефект типа замещения. При достаточно высокой температуре вполне вероятен процесс перемещения чужеродного атома по кристаллу.