В каждой сингонии имеется несколько решеток Браве. Решетка Браве для кубической сингонии приведены на рис. 4.3.

Симметрия реального кристалла определяется совокупностью элементов симметрии описывающих его решеток Браве. Такая совокупность получила название пространственной группы. Русский кристаллограф Е.С.Федоров доказал существование 230 пространственных групп, разделенных по признакам симметрии на 32 класса.

Важнейшим следствием упорядоченной структуры кристаллов является анизотропия некоторых их физических свойств. Под анизотропией понимается зависимость свойств макроскопически однородного тела от направления по отношению к осям координат, связанным с самим телом. Анизотропию можно обнаружить не у всяких кристаллических тел, а только у монокристаллов. Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из большого числа сросшихся друг с другом различно ориентированных мелких кристаллических зерен. Если в ориентации кристаллических зерен наблюдается упорядоченность (это, например, достигается протяжкой металлов), то материал называется текстурированным и обнаруживает некоторую анизотропность. Если кристаллические зерна хаотически ориентированы, то данное кристаллическое вещество будет изотропным.

Если применить специальную методику охлаждения расплава металла, то можно получить кристалл, который представляет собой одно кристаллическое зерно- монокристалл. Исследования показали, что кристаллы обладают анизотропией механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических и других свойств.

Один и тот же кристалл может быть анизотропным в отношении одной группы свойств и анизотропным по отношению к другой.

Анизотропия физических свойств кристаллов используется в полупроводниковой электронике, электро и радиотехнике и других областях техники.

4.2. Понятие о жидких кристаллах

Дальний порядок в расположении атомов или молекул может наблюдаться не только в твердых телах, но и в жидкостях. Некоторые жидкие органические вещества имеют особое агрегатное состояние, называемое жидкокристаллическими, в котором наблюдается анизотропия ряда физических свойств: упругости, электропроводности, диэлектрической проницаемости, магнитной восприимчивости. В жидких кристаллах наблюдается явление двойного лучепреломления, что позволяет их использовать для получения поляроидов. Принцип работы жидкокристаллических индикаторов основан на способности жидких кристаллов изменять цвет или прозрачность при изменении температуры, напряженности электрического поля и давления.

Различают три основных типа жидких кристаллов: нематические, смектические и холестерические.

В нематических (нитевидных) кристаллах упорядоченность ориентации состоит в том, что при хаотическом расположении молекул в определенном объеме продольные оси всех молекул параллельны (рис.4.4а).

В смектических жидких кристаллах молекулы располагаются параллельными слоями (рис.4.4 б). Внутри каждого слоя молекулы ориентированы в одном направлении.

В холестерических жидких кристаллах молекулы так же как в смектических располагаются параллельными слоями, в каждом слое ориентация молекул одинакова. При переходе от одного слоя к другому наблюдается периодическое изменение направления ориентации молекул (рис.4.4).

Таким образом, в жидких кристаллах имеется дальний одноосный порядок в ориентации молекул.