Классификация полиморфных модификаций по Бюргеру

1. Превращение с изменением координационного числа.

RbCl

2. Изменение (превращение) без изменения координационных чисел.

1. Приводящие к кардинальному изменению структуры

Вюрцит Сфалерит

2. Приводящие к образованию подобной структуры.

-кварц-кварц

3. Превращения, обусловленные вращением структурных единиц

4. Превращения типа “порядок-беспорядок”.

CuAg

При Т <408⁰— упорядоченная структура.

• Ag

• Cu

5. Превращения, обусловленные изменением характера химической связи. Чаще всего происходит смена координационного числа.

6. Превращения, приводящие к образованию политипных модификаций

Политипия— структуры, построенные из одних и тех же слоев с разной последовательностью их чередования. Понятие используется для плотно упакованных и слоистых структур.

Пример: SiC.аивв слое сохраняются, асизменяется.

Полиморфизм Fe.

-Fe, -Fe,-Fe,-Fe.

, ,— ОЦК, но параметры решетки отличаются.

 — ГЦК

При этом изменяются и физические свойства.

-Fe -Fe — изменяются и магнитные свойства.

-Fe -Fe — увеличивается плотность и уменьшается объем.

Магнитными(изоструктурными) называются кристаллы, имеющие один и тот же тип кристаллической структуры.

A^IIIB^V— сфалерит.

Гомеотипия—сопоставляемые структуры не имеют полного подобия, характерного для изотипных структур.

Пример: Алмаз — сфалерит.

Особый случай гомеотипии — антиизоморфизм: разные соединения имеют один и тот же тип кристаллической структуры, но позиции катионов заняты анионами и наоборот.

CaF₂— F

Li₂O, Na₂O — Li или Na

Изоморфизм— явление наличия у различных соединений одинакого внешнего огранения при почти равных углах между гранями (изогонизм).

Причина изоморфизма — изоструктурность

Классификация изоструктурных соединений пр Гримму.

1. Наличие одинакового типа химической формулы.

2. Элементарная ячейка кристаллической структуры обоих соединений содержит одинаковое число формульных единиц.

3. Параметры элементарных ячеек близки по размеру.

Лекция 14 Кристаллофизика

Это раздел кристаллографии, посвященный изучению физических свойств.

Задача кристаллофизики— установление общих закономерностей в зависимости от строения (симметрии) физических свойств кристаллов.

Предельные группы симметрии (группы Кюри)

Это точечные группы, которые содержат ось симметрии бесконечного порядка (L_). Всего их семь.

1. Вращающиеся в разные стороны конусы.

L_, группа энантиоморфна (один конус можно получить из другого путем отражения в плоскости), полярна (основание конуса и его вершина физически различны). Это предельная группа для точечных групп с осями симметрии 2, 3, 4, 6 порядков.

2. Покоящийся конус

+

Е

-

L_Р, полярна, отражает симметрию однородного электрического поля, поперечных элементов симметрии нет.

3. Вращающийся цилиндр

L_РС, полярна, торцы цилиндра неодинаковы (вращаются в разные стороны, если смотреть сверху и снизу). Это симметрия постоянного магнита и магнитного поля постоянного тока.

4. 2 вращающихся в разные стороны цилиндра

L_L₂, группа энантиоморфна, если смотреть сверху (снизу), вращение идет в одну сторону, это симметрия вращения плоскости поляризации в анизотропной среде.

5. Покоящийся цилиндр

L_

L_L₂(+1)PC, отражает симметрию одноосного растяжения (сжатия), это предельная группа для точечных групп с одной осью 2, 3, 4, 6 порядка, плоскостями вдоль и перпендикулярно этой оси.

6. Покоящийся шар

L_PС. Симметрия гидростатического всестороннего сжатия или однородного нагрева.

7. Вращающийся влево или вправо шар

L_. Это симметрия удельного вращения плоскости поляризации в изотропной среде, группа энантиоморфна.

Влияние симметрии на все физические явления определяется общим принципом симметрии Кюри:

Если определенные причины вызывают соответствующие следствия, то элементы симметрии причин должны проявляться в вызванных ими следствиях. Если в каких-либо явлениях обнаруживается определенная дисимметрия, то она должна проявляться и в причинах, их породивших.

Дисимметрия— отсутствие каких-либо элементов симметрии.

В этом принципе нетобратного хода.

Он применим ко всем физическим явлениям, в которых проявляется симметрия. В применении к кристаллам это означает, что элементы симметрии кристаллов являются в то же время и элементами симметрии любого физического свойства. Этоосновной закон кристаллографии(принцип Нейнмана):

Физическое свойство кристалла может обладать и более высокой симметрией, чем кристалл, но оно должно обязательно включать у в себя симметрию кристалла.