3.Понятие о кристаллическом веществе, его строении и свойствах. Основные типы кристаллических структур.

Основные сведения по кристаллографии

Абсолютное большинство твердых веществ является кристаллами или имеет кристаллическое строение, поэтому освоение основ кристалло­графии поможет Вам при изучении минералогии.

Кристаллы - это твердые вещества, построенные по принципу кри­сталлической решетки и обладающие однородностью, анизотропностью, симметрией и способностью самоограняться.

Кристаллическая решетка состоит из множества равных параллеле­пипедов, параллельно ориентированных и смежных по целым граням (реб­рам и вершинам). В вершинах параллелепипедов (узлах) находятся мате­риальные частицы (атомы, ионы, молекулы). Элементарный параллелепи­пед представляет собой элементарную ячейку кристалла, которая харак­терна только для кристаллов какого-то вещества (минерала) и характери­зуется тремя линейными и тремя угловыми параметрами - а, Ь, с, а, р\ у (рис. 1), которые определяются рентгено-структурным анализом.

В кристаллической решетке выделяются ряды (лучи) по самым раз­личным направлениям. На каждом из лучей на равном расстоянии друг от друга находятся материальные точки, расстояния между которыми на лу­чах по различным направлениям неодинаковы. Через ряды кристалличе­ской решетки можно провести множество плоскостей (плоских сеток), ко­торые будут характеризоваться различной концентрацией материальных точек. Сетки с максимальным количеством материальных точек обладают наибольшей ретикулярной плотностью, которая определяет спайность. Чем больше ретикулярная плотность плоской сетки, тем совершеннее бу­дет спайность, проходящая по этой сетке.

Однородность означает, что в любой точке кристалла свойства его одинаковы, а анизотропность, что свойства кристаллов по различным на­правлениям неодинаковы. Анизотропность объясняется тем, что по раз­личным направлениям материальные точки (атомы, молекулы, ионы) рас­полагаются на разных расстояниях, что определяет многие физические свойства, в том числе и твердость.

Свойством самоограняться, т.е. принимать многогранную форму в результате свободного роста в определенной среде и РТ-условиях, обла­дают только кристаллы.

Симметрия кристаллов

Симметрия в переводе с греческого означает соразмерность, распо­ложение одинаковых частей кристалла относительно точек, линий и плос­костей, которые и называются элементами симметрии.

Центр симметрии (С)

Центром симметрии (С) называют воображаемую точку внутри кри­сталла, на равном расстоянии от которой по любым направлениям наблю­даются одинаковые части кристалла (рис. 2 а). Иногда центр симметрии называют центром инверсии, так как элементы кристалла меняют направ­ления (рис. 2 .

а

Правило для определения центра симметрии: при наличии центра симметрии для каждой (!) грани кристалла должна быть равная и парал­лельная грань. Если хотя бы для одной грани нет равной и параллельной, то нет и центра инверсии. Поэтому для практического определения центра инверсии необходимо все грани кристалла проверить на равность и парал­лельность (кладите на стол и смотрите).