Властивості кристалічної речовини

Всі однорідні тіла за характером розподілу в них фізичних властивостей можуть бути розділені на дві великі групи: тіла аморфні і кристалічні.

У аморфних тілах всі фізичні властивості статистично однакові у всіляких напрямках.

Такі тіла носять назву ізотропних (равносвойственних).

До аморфних тіл відносяться рідини, гази, а з твердих тіл – скла, склоподібні сплави, а також затверділі колоїди (гелі).

У тілах кристалічних багато фізичні властивості пов’язані з певним напрямом: вони однакові в напрямках паралельних і неоднакові, взагалі кажучи, в напрямках непаралельних.

Такий характер властивостей називається анізотропією, а речовини, що володіють подібними властивостями, анізотропними (неравносвойственнимі).

До тіл кристалічним належить більшість твердих тіл і, зокрема, величезна більшість мінералів.

До числа фізичних властивостей всякого твердого тіла відноситься і сила зчеплення між окремими частинками, слагающими тіло. Це фізичне властивість в кристалічній середовищі змінюється зі зміною напрямку. Наприклад, в кристалах кам’яної солі (рис. 1), що зустрічаються у формі більш-менш правильних кубів, це зчеплення буде найменшим перпендикулярно до граней куба. Тому шматок кам’яної солі при ударі розколюватиметься з найбільшою легкістю за певним напрямом -параллельно грані куба, а шматок аморфного речовини, наприклад скла, такої ж форми буде раскаливатьсяодінаково легко але будь-якому напрямку.

Властивість мінералу розколюватися за певним, заздалегідь відомому напрямку, з утворенням поверхні розколу у вигляді гладкою, блискучою площині, називається спайностью (див. Нижче «Фізичні властивості мінералів»). Воно притаманне в різного ступеня багатьом мінералам.

Кам’яна сіль
Мал. 1. Досконала спайність кам’яної солі

При виділенні з пересиченого розчину та ж сила междучастічного тяжіння викликає відкладення речовини з розчину в певних напрямках; перпендикулярно до кожного з цих напрямків утворюється площину, яка принаймні осідання на неї нових порцій речовини буде відсуватися від центру зростаючого кристала паралельно самій собі. Рис 1. Досконала спайність купность таких площин при-кам’яної солі дає кристалу властиву йому правильну багатогранну форму.

Якщо приплив речовини до зростаючого кристалу відбуватиметься нерівномірно з різних сторін, що зазвичай і спостерігається в природних умовах, зокрема, якщо кристал у своєму зростанні буде утруднений присутністю сусідніх кристалів, то відкладення речовини буде відбуватися також нерівномірно, і кристал отримає сплющену або подовжену форму , або займають тільки те вільний простір, який знаходиться між раніше утвореними кристалами. Потрібно сказати, що найчастіше за все так і буває, і правильні, рівномірно утворені кристали для багатьох мінералів є рідкістю.

При всьому цьому, однак, напрямки площин кожного кристала залишаються незмінними, а отже, двогранні кути між відповідними (рівнозначними) площинами на різних кристалах однієї речовини і одного будови повинні представляти величини постійні (рис.2).

Це – перший основний закон кристалографії, відомий під назвою закону сталості двогранних кутів, був вперше помічений Кеплером і висловлений в загальній формі датським вченим Н. Стено в 1669 р У 1749 М. В. Ломоносов вперше пов’язав закон сталості кутів з внутрішньою будовою кристала на прикладі селітри.

Нарешті, ще 30 років потому французький кристалограф Ж. ромеі-Деліль, після двадцятирічної роботи з вимірювання кутів в кристалах, підтвердив спільність цього закону і вперше сформулював його.

Кристали кварцу
Мал. 2. Кристали кварцу

Ця закономірність, виведена Стено-Ломоносовим-ромеі-Делілем, лягла в основу всього наукового дослідження кристалів того часу і послужила відправним пунктом для подальшого розвитку науки про кристалах. Якщо уявити собі грані кристала пересунути паралельно самим собі так, щоб рівнозначні грані пересунулися на однакову відстань від центру, то отримані багатогранники візьмуть ту ідеальну форму, яка була б досягнута зростаючим кристалом у разі ідеальних, т. Е. Неускладнених зовнішніми впливами, умов.

Посилання на основну публікацію