
- •Раздел 9.
- •1. Факторы, влияющие на зарождение кристаллов.
- •2. Основы теории роста кристаллов. Молекулярно -кинетическая теория роста кристаллов. Особенности роста атомно-гладких и атомно-шероховатых граней кристалла. Спиральный рост кристаллов.
- •3. Методы искусственного получения кристаллов, как имитация природных кристаллообразующих процессов.
- •4. Зоны и пирамиды роста, газово-жидкие включения как типоморфные признаки кристаллов.
- •5. Штриховка, фигуры растворения – признаки, отражающие симметрию граней кристаллов. С какими воздействиями внешней среды связано появление этих форм?
- •6. Формы роста кристаллов: скелетные, дендритные, нитевидные, радиально-лучистые.
- •7. Факторы, влияющие на внешний облик кристаллов. Ретикулярная плотность граней и ее влияние на их скорости роста. Закон Браве. Правило Кюри – Вульфа.
- •8. Дефекты в кристаллах. Их влияние на рост граней и физические свойства кристаллов. Зависимость дефектов от температуры. Классификация дефектов.
- •9. Сростки кристаллов: закономерные и незакономерные. Геометрический отбор. Эпитаксические и двойниковые срастания.
- •10. Двойники кристаллов. Их особенности. Использование групп антисимметрии для описания двойников.
4. Зоны и пирамиды роста, газово-жидкие включения как типоморфные признаки кристаллов.
Признаки, указывающие на условия образования и роста кристаллов, называются типоморфными. Например, грани разных простых форм захватывают примеси из маточного раствора в различных количествах.
В результате кристалл оказывается как бы разбитым на секторы — пирамиды роста, основанием которых служат грани кристалла, а вершинами — точки, совпадающие с началом кристаллизации.
Если условия роста (например, температура, химический состав среды и т.д.) меняются периодически, то кристалл приобретает зональное строение. Зоны роста могут отличаться по окраске, прозрачности, наличию включений.
Газово-жидкие включения в виде пузырьков.
Нагревая кристалл доломита до момента гомогенизации содержимого пузырьков, можно определить температуру
кристаллизации, а следовательно, и условия кристаллообразования.
5. Штриховка, фигуры растворения – признаки, отражающие симметрию граней кристаллов. С какими воздействиями внешней среды связано появление этих форм?
На изменение внешних условий кристаллы реагируют искажением своей формы, появлением на гранях различных образований в виде слоев и спиралей роста, вициналей—холмиков роста, штриховки, фигур растворения (травления) и т.п. Такая скульптура может отражать симметрию грани, на которой она возникла, и являться чутким индикатором условий кристаллизации.
Распространенной морфологической особенностью кристаллов является штриховка на гранях, которая связана с механизмом роста. Хорошо известна штриховка граней пирита FeS2. Указывают на симметрию и на условие кристаллизации.
Реальную симметрию кристаллов можно выявить по фигурам роста, по фигурам травления, образующимся при растворении кристаллов. Нанеся капли растворителя на разные по симметрии грани кристалла, получим фигуры растворения, отличающиеся по форме и указывающие на их истинную симметрию. Анизотропия скоростей роста граней кристалла приводит к образованию выпуклых многогранников, тогда как анизотропия скоростей растворения — к образованию отрицательных форм: — многогранных углублений — фигур растворения. На гранях природных кристаллов такие фигуры приурочены к уязвимым точкам поверхности кристалла — дефектам.
Кристалл, искаженный процессами растворения, будучи помещенным в соответствующую пересыщенную среду, восстанавливает свою плоскогранную форму — «залечивает» искажения. Этот процесс приводит к тому, что кристалл оказывается ограненным важнейшими для него формами.
6. Формы роста кристаллов: скелетные, дендритные, нитевидные, радиально-лучистые.
При различных отклонениях от идеальных условий кристаллизации вырастают скелетные формы и дендриты, нитевидные образования или кристаллические сферические формы.
Скелетные формы — это монокристаллы.
Дендриты — поликристаллические агрегаты.
Причина образования таких форм — более интенсивный подток питающего вещества к выступающим частям кристалла (вершинам и ребрам), нежели к граням, которые в результате этого отстают в росте.
Эффектным примером скелетных форм служат снежинки.
Дендритные формы характерны для самородных металлов — золота, меди, серебра и других веществ. Это и «ледяные узоры» па окнах, и ветвистые образования на стенках трещин
горных пород. Одной из распространенных форм являются нитевидные образования («усы») — такие кристаллы, сечение которых в сотни раз меньше их длины.
Форма нитевидных кристаллов определяется как их структурой, так и условиями кристаллизации, особенно тогда, когда направлению наиболее интенсивных сил связи в структуре кристалла не противоречит симметрия окружающей среды. Особенностью нитевидных кристаллов является их высокая прочность, во много раз превосходящая прочность обычных кристаллов тех же веществ, химическая стойкость. Причина этого — их низкая дефектность. В природе широко известны нитевидные кристаллы турмалина, цеолитов, рутила ТіО2, антимонита Sb2S3.
Сферолиты — радиально-лучистые агрегаты, состоящие из многочисленных волокон — кристаллитов. Образование сферолитов связывают с расщеплением монокристаллов в процессе роста (сферокристаллы), а также с ростом отдельных монокристальных волокон, выходящих радиально из одного центра кристаллизации, каждое из которых — ограненный самостоятельно индивид. СаСОзS, SiO2.