Кристаллы - большие и маленькие

Опишем процесс массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы с учетом контактного вторичного зародышеобразования. Контактное зародышеобразование [30, 33, 38—41] осуществляется посредством маточных кристаллов, если они сталкиваются с другой поверхностью, которой может быть поверхность других кристаллов или стенок кристаллизатора и мешалки. Контактное зародышеобразование вызывает у исследователей значительный интерес, так как вклад его в образование кристаллов наибольший среди всех других видов зародышеобразования [35, 33, 39]. В опубликованных исследованиях для этого типа зародышеобразования контакт достигался или скольжением кристалла вдоль наклонной стеклянной поверхности, погруженной в пересыщенный раствор того же самого вещества [30], или столкновением с мешалкой, или же контрольным ударным контактом между кристаллической затравкой и прутком, сделанными из различных материалов [33, 40]. Существует непосредственная корреляция между числом образовавшихся зародышей и энергией удара при постоянной площади соприкосновения. Авторы работ [33, 42] отмечают сильную зависимость скорости контактного зародышеобразования от пересыщения и предлагают объяснение этого механизма новые центры образуются в жидкой фазе около кристалла или происходят из затравочного кристалла в результате истирания при соударении, при котором от поверхности кристалла откалываются маленькие кусочки, но выживают и получают право на дальнейший рост только те, размер которых больше критического для данного пересыщения. Изучению влияния на контактное зародышеобразование размеров затравочных кристаллов и интенсивности перемешивания посвящены работы [40, 43]. [c.47]

Теория, например атомная теория, обычно включает некоторые представления о строении той или иной части Вселенной, тогда как закон может быть просто обобщением положений, относящихся к экспериментально выявленным фактам. Так, существует закон постоянства углов между гранями в кристаллах. Этот закон утверждает, что при измерении углов между соответствующими гранями нескольких кристаллов одного и того же чистого вещества оказывается, что величины этих углов одинаковы. Закон просто выражает тот факт, что углы между соответствующими гранями кристалла чистого вещества одинаковы независимо от того, большой это кристалл или маленький какого-либо объяснения самому этому факту закон не дает. Объяснение дает атомная теория кристаллов — теория, которая исходит из того, что атомы в кристаллах расположены в определенном порядке (что будет описано в последующих разделах данной главы). [c.27]

КРИСТАЛЛЫ - БОЛЬШИЕ И МАЛЕНЬКИЕ [c.123]

В отличие от капельки, где значение молекулярного т. п. повсюду одинаково, строительные элементы па поверхности кристалла в зависимости от их положения обладают различными молекулярными т. п. ( . Переведем п строительных элементов с бесконечно большого кристалла па маленький таким образом, чтобы, сохраняя форму последнего, и пользуясь единичными шагами, целиком заполнить /г,, строительными элементами плоскость решетки, находящейся в основании слагающей кристалл [c.93]

В неупорядоченных кристаллах ширина линии возрастает из-за беспорядка в локальном окружении молекулы и обусловленной им вариации эффектов кристаллического поля. В присутствии примесей или в случае маленьких кристаллитов требование того, чтобы волновой вектор к был равен нулю, не выполняется (т. е. относительно небольшие количества молекул, образующих кристаллики, могут поглощать излучение с частотами, отличными от частот, характерных для кристалла большого размера). В связи с этим линии могут уширяться, что дает возможность наблюдать как бы значительную часть экситонной полосы. При низких температурах определенная часть молекул в совершенном кристалле будет возбуждена это возбуждение также будет понижать степень подвижности экситона и может оказаться другим источником уширения линии. [c.589]

Хотя большая разность потенциалов между анодными и катодными участками системы способствует коррозии, достаточно даже самой незначительной разности потенциалов, чтобы стимулировать коррозию в присутствии деполяризатора. В однородном на вид куске металла каждый участок его, в котором имеются какие-нибудь натяжения, является менее благородным, чем участок, в котором эти натяжения отсутствуют, и маленькие кристаллы менее благородны, чем кристаллы больших размеров далее, небольшие включения благородных материалов часто находятся и в относительно чистых металлах. Эти неоднородности способствуют возникновению местных элементов, и, в частности, в присутствии деполяризатора будет происходить коррозия более основных (анодных) участков. [c.665]

Рис. 6.2. Электронная микрофотография начального роста кристалла полиэтилена из разбавленного ксилольного раствора, за которым следует кристаллизация при низкой температуре после закалки [198]. Стрелкой показан маленький шестигранный высокотемпературный кристалл большей толщины (больший контраст), образовавшийся при более высокой температуре кристаллизации. Четырехгранный низкотемпературный кристалл, выросший вокруг него, образовался на более поздней стадии после закалки (ср. с рис. 3.51). Изменение размеров шестигранного кристалла в зависимости от времени позволяет определить скорость кристаллизации.

Конструкция горелки весьма значительно усовершенствовалась со времен Вернейля. Во всех технологических работах применяется кислородно-водородное пламя. Применялись и смеси кислорода с ацетиленом и светильного газа с кислородом, но это не дало большого успеха, так как в этих случаях трудно получить чистое пламя. Если необходимы более высокие температуры, можно использовать фтор или другие сильные окислители, но работ в этом направлении пока что приведено мало. Первостепенное значение имеет чистота газа и постоянство газового потока, поскольку при больших флуктуациях температуры образуются плохие кристаллы. Кислород и водород нельзя смешивать до момента их воспламенения, поэтому все конструкции горелок сводятся к устройству трубок, подводящих раздельно Ог и Нг в зону воспламенения. В простейшем случае (фиг. 5.21,8) имеются две концентрические трубки, причем по внутренней поступает кислород и шихта, а по внешней — водород. Широкое распространение получил вариант, в котором внутрь большой трубы встроены несколько трубок малого диаметра. Кислород и шихта подводятся через маленькие трубки, а водород поступает через пространство между ними. Такая конструкция (она часто фигурирует под названием многотрубная горелка ) обеспечивает большой фронт пламени с очень однородной температурой, что важно при выращивании кристаллов большого диаметра. Наиболее значительным новшеством в конструкции горелок после оригинальной работы Вернейля является, пожалуй, трехконусная горелка, предложенная Меркером [89]. В ней используются три концентрические трубки по внутренней трубке поступает водород, а по двум внешним — кислород. В результате образуется острый факел пламени, что бывает необходимо на начальных [c.230]

Все значения растворимости и произведений растворимости относятся к температурам от 18 до 25°С, т. е. к так называемой комнатной температуре и к насыщенным растворам, находящимся в равновесии со сравнительно крупными кристаллами соответствующих веществ. Это последнее ограничение введено в связи со специальными исследованиями, которые показали, что для некоторых веществ растворимость маленьких кристаллов во много раз превосходит растворимость кристаллов больших. [c.178]

Время появления и место нахождения осадка в испытуемой капле дают ценные указания, которые помогают избежать неправильного заключения.. Кристаллы, медленно растущие по краям капли, образуются благодаря повышению концентрации вследствие испарения растворителя. Кристаллизация, происходящая вследствие непосредственного воздействия реактива, протекает вблизи реактива и, как правило, чем ближе расположены кристаллы к реактиву, тем они мельче. Наблюдая процесс образования кристаллов при различных условиях, можно установить наилучшие условия для получения характерных кристаллов при повторном проведении реакции. Если твердый реактив не растворяется или растворяется в испытуемой капле очень медленно и вблизи реактива совсем не выделяются кристаллы или же выделяются только несколько маленьких кристаллов, то концентрация открываемого вещества, по всей вероятности, чрезвычайно высока. Кристаллы твердого реактива не могут растворяться, так как они покрываются нерастворимой коркой образующегося осадка. Если вблизи реактива выделяется большое количество мелких кристаллов, то концентрация искомого вещества очень высока кристаллы большего размера могут образоваться через некоторое время на некотором расстоянии от реактива. Если мелкие кристаллы образуются в непосредственной близости ог реактива, а большие на некотором расстоянии от [c.57]

Рис. 86. Структура кристалла 5152. маленькие кружки — атомы кремния большие — ато мы серы.

Для разложения в спектр рентгеновского излучения, испускаемого анализируемым образцом, применяются спектральные приборы с дифракционной решеткой для сравнительно больших длин волн или с изогнутым кристаллом, который благодаря упорядоченному расположению в нем отдельных атомов работает так же, как дифракционная решетка с очень маленькой постоянной — около одного ангстрема. Приборы с дифракционной решеткой делают вакуумными, так как воздух не прозрачен для этой области спектра. Приборы с кристаллом рассчитаны на работу в более коротковолновой области и в них ненужно поддерживать вакуум, так как для этих волн воздух снова становится прозрачным. Принципиально действие рентгеновского спектрального аппарата не отличается от оптического с вогнутой дифракционной решеткой. [c.347]

С кинетической точки зрения влияние двух фаз можно объяснить увеличением теплового движения в рассмотренной системе движение участков молекул происходит более свободно в аморфных областях, чем в кристаллических, и можно ожидать, что повышение температуры приведет к переходу некоторых участков молекул из кристаллических областей в аморфные маленькие кристаллы полностью расплавятся до того, как кристаллы большего размера разрушатся. Очевидно, эта перестройка системы идет непрерывно в том смысле, что некоторые кристаллы плавятся, в то время как другие растут (в зависимости от местных напряжений), но конечным результатом повышения температуры является увеличение аморфной части полимера. [c.278]

Хорошо известно, что скорость растворения увеличивается при измельчении, вещества, поскольку при этом увеличивается поверхность его соприкосновения с растворителем. Совершенно независимо от этого равновесная растворимость очень мелких кристаллов больше, чем крупных кристаллов. Большая растворимость очень мелких кристаллов — явление, аналогичное более высокому давлению пара у мелких капелек жидкости (стр. 632). Такое увеличение растворимости с уменьшением размеров практически не проявляется, если кристаллы не очень малы. Однако, если смесь больших и чрезвычайно малых кристаллов оставляют на некоторое время, то маленькие кристаллы исчезают, а большие становятся еще больше этот процесс используют в количественном анализе для перевода осадков в состояние, более удобное для фильтрования. [c.270]

Первая возможность отпадает, так как существует очень малая вероятность одновременных соударений большого числа ионных пар (примерно 10) в одном и том же месте. Во втором случае всегда необходимы два соударения, что во много раз вероятнее. Отсюда вытекает вывод, что большие зародыши растут за счет малых или за счет растворенного вещества. Этот процесс подобен изотермической дистилляции маленьких капель. В принципе невозможно образование центра кристаллизации в результате соударения двух частиц, так как энергия при этом должна складываться из энергии образования и относительной кинетической энергии обеих соударяющихся частиц, т. е. значение энергии больше, чем нужно для образования связей, поэтому зародыш тотчас же распадается. Зародыш кристалла может образоваться, если избыточная энергия свое- [c.199]

Еще более усложняется геометрия решеток, когда речь идет о химических соединениях, в которых соотношение атомов или ионов не равно 1 1. Рассмотрим решетку флюорита — СаРа. Ионы кальция располагаются в вершинах и центрах граней куба, образующего элементарную ячейку кристалла. Мысленно можно разделить этот куб на восемь кубиков меньшего размера с общей вершиной в центре большого куба (рис. 56). Тогда, как нетрудно видеть, ионы кальция разместятся в четырех из восьми вершин каждого маленького куба, причем так, что никакие два иона не находятся на одном ребре. Такие четыре иона, как известно, образуют тетраэдр, центром которого [c.119]

При кристаллизации полимеров из концентрированных растворов или из переохлажденных расплавов образуется другая разновидность надмолекулярной структуры —сферолит (рис. VI. 12). Это наиболее распространенный тип структуры полимеров. Сфе-ролиты представляют собой трехмерные поликристаллические образования, обладающие сферической симметрией относительно центра. Они построены из множества фибриллярных или пластинчатых кристаллов, расходящихся по радиусу из одного общего центра. Размеры сферолитов в поликристаллических полимерах обычно лежат в пределах 10—10" мкм. Образованию сферолитов способствует высокая вязкость расплава или большое пересыщение раствора. В этих случаях одновременно возникает большое число зародышей кристаллизации и дальнейший их рост происходит в радиальных направлениях. Как правило, зародышами кристаллизации служат маленькие кристаллики, образовавшиеся по механизму складывания цепей. Далее они растут таким образом, что ось с кристалла, совпадающая с направлением осей макромо-,иекул, располагается перпендикулярно радиусу сферолита или под [c.175]

Что произойдет, если в пересыщенный раствор внести маленький кристалл, если а) в нем нет большого кристалла, б) в растворе есть другой растущий кристалл [c.403]

Чашку покрывают стеклом и раствор оставляют кристаллизоваться при температуре ниже О °С. Если на другой день кристаллы не появились, то в раствор бросают затравку (маленький кристаллик готового препарата) п оставляют еще на 3—4 ч на холоду. После этого маточный раствор сливают, а кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера, промывают их несколько раз небольшими количествами 20%-ной азотной кислоты (в общей сложности не больше 25—30 мл) и тотчас же переносят в сухую банку с плотно закрывающейся пробкой, которую заливают парафином. [c.97]

Для отфильтровывания очень малых количеств кристаллов (порядка 0,1 г и менее) пользуются обычной маленькой стеклянной воронкой, в которую вставляют стеклянную палочку с расплюснутым концом— пуговкой . Для приготовления такой пуговки конец тонкой стеклянной палочки нагревают до размягчения и затем прижимают ко дну ступки, к керамиковой плитке и т. п. Стеклянная палочка должна быть настолько тонкой и длинной, чтобы она свободно входила в трубку воронки и конец ее выдавался немного снизу. На пуговку кладут кружок фильтровальной бумаги немного большего диаметра, так чтобы он плотно прилегал к стенкам воронки (рис, 8). Воронку вставляют или в маленькую колбу для отсасывания, или в укрепленную в штативе пробирку для отсасывания. [c.22]

При быстром замораживании образцов важно быть уверенным, что образец не плавает на поверхности жидкого охлаждающего вещества. Эта проблема обычно не возникает при изучении образцов больших размеров, а маленькие образцы необходимо помещать в перфорированные контейнеры или держать их маленькими щипчиками и погружать под поверхность. Очень мелкие частицы материи, например одиночные клетки, могут быть либо разбрызганы на холодную поверхность, либо осаждены на тонкие металлические фольги перед быстрым замораживанием. Будучи замороженными, образцы как можно быстрее должны быть перенесены на платформу аппарата для лиофильной сушки. Это достигается наилучшим образом при помещении образцов в мелкую металлическую тарелку глубиной около 5 мм, которая может быть заполнена жидким азотом. Тарелка с находящимися в жидком азоте образцами быстро переносится на предварительно охлажденный столик в камеру для лиофильной сушки, заполненную сухим азотом. Как только азот выкипит, камеру можно откачать до рабочего вакуума. Эта процедура уменьшает образование кристаллов льда на поверхности образца, которые при некоторых обстоятельствах могут скапливаться и вызывать перераспределение элементов внутри образца. Несмотря на то что невозможно установить строгое и определенное правило для определения времеии и температуры сушки, последняя должна производиться при как можно более низкой температуре в соответствии с размером и формой образца и возможностями экспериментальной системы. В процессе сушки обычно постепенно повышают температуру образца. Это [c.299]

Из макроступеней развиваются макроспирали, обнаружение которых в микроскоп служит доказательством роли винтовых дислокаций в процессах роста кристаллов. Конец микроспирали можно рассматривать как сферу с очень маленьким радиусом кривизны (порядка 10 м). Диффузия к такой сфере оказывается очень быстрым процессом (см. 37). Если стадия разряда на конце спирали протекает о большой скоростью, то вершина спирали начинает расти быстрее, чем остальная часть кристалла. Это является одной из причин образования дендритов при электроосаждении металлов из водных растворов и расплавов. В процессе электролитического роста кристаллов большую роль играет адсорбция органических веществ, которые специально добавляются в раствор или присутствуют в нем как посторонняя примесь. [c.319]

Все конденсационные методы связаны с образованием новой фазы. В пересыщенном растворе, возникающем в результате той или иной химической реакции, образуются зародыши или центры кристаллизации. Если условия таковы, что скорость образования зародышей велика, а скорость роста кристаллов мала, то в этом случае образуется множество кристаллов, достигающих размеров коллоидных частиц. В итоге получаются сравнительно монодисперсные золи. Наоборот, если скорость образования зародышей будет мала, а скорость их роста велика,растет небольшое число крупных кристаллов. Тогда небольшое число зародышей, возникших в начале процесса образования золя, вырастет к его концу до кристаллов больших размеров, между тем как кристаллы, растущие на зародышах, появившихся к концу процесса, останутся маленькими. В результате получается цол идисперсный золь . [c.305]

При сравнении же металлов в ряду напряжений за меру химической активности принимается работа превращения металла, находящегося в твердом состоянии, в гидратированные ионы в водном растворе. Эту работу можно представить как сумму трех слагаемых энергии атомизации — превращения кристалла металла в изолированные атомы, энергии ионизации свободных атомов металла и энергии гидратации образующихся ионов. Энергия атомизации характеризует прочность кристаллической решетки данного металла. Энергия ионизации атомов — отрыва от них валентных электронов — непосредственно определяется положением металла в периодической системе. Энергия, выделяющаяся при гидратации, зависит от электронной структуры иона, его заряда и радиуса. Ионы лития и калия, имеющие одинаковый заряд, но различные радиусы, будут создавать около себя неодинаковые электрические поля, Поле, возникающее вблизи маленьких ионов лития, будет более си.пьным, чем поле около больших ионов калия. Отсюда ясно, что ионы лития будут гидратироваться с выделением большей энергии, чем ионы калия. [c.329]

Живые капли ртути. На дно кюветы с горизонтальным дном, наполненной раствором азотной кислоты (на 100 объемов воды 20 объемов концентрированной кислоты), выкапывают из пипетки несколько капель ртути разного размера. Затем вблизи каждой капли кладут по кристаллику двухромовокислого калия. При растворении кристалликов окружающая их жидкость окрашивается в оранжевый цвет. Как только окрашенный раствор дойдет до капли ртути, она приходит в оживленное движение, причем большие по сравнению с кристаллом капли движутся вперед, толкая кристалл перед собой маленькие капли придви-гаются к поверхности кристалла и непрерывно дрожат. [c.321]

Конец микроспирали можно рассматривать как сферу с очень маленьким радиусом кривизны (порядка 10" см). Диффузия к такой сфере оказывается очень быстрым процессом (см. 37). Если стадия разряда на конце спирали протекает с большой скоростью, то вершина спирали начинает расти быстрее, чем остальная часть кристалла. Это является одной из причин образования дендритов при электроосаждении металлов из водных растворов и расплавов. [c.334]

Исследователи не пришли к общему выводу относительно того, как образуются гидросиликаты только через растворение СдЗ, в воде, путем протекания серии реакций в твердом состоянии или последовательным сочетанием этих явлений. Например, в недавних исследованиях [127] гидратации СдЗ методами электронной микроскопии и электронографии сообщается о том, что гидратация СдЗ начинается в момент соприкосновения с водой и протекает через раствор. На поверхности минерала первоначально образуются бугорки роста, размер которых увеличивается до 500 А, за счет наслоения на них игольчатых кристаллов трехкальциевого гидросиликата [236]. Процесс гидратации протекает метасоматическим замещением с выносом части вещества через агрегатно-ритмичную структуру. Вместе с тем другие исследователи [229], использовавшие подобные методы изучения гидратации СдЗ, установили, что в гидратированном СдЗ имеется два типа различных гидратных продуктов. Один, плотно окружающий частички гидратировавшегося СдЗ (ангидрида ЗСаО ЗЮг), имеющий соотношение Са/81— 1,7 0,1 и С — 5 — Н гель, почти такой же, как в портланд-цементе. Другой тип гидрата —Са (0Н)2 в виде больших гранул, расположенных вокруг зерен СдЗ, иногда поглощающий маленькие частицы гидросиликатов. По их мнению, СдЗ гидратируется в основном топотак-тически, как описано Кондо [58]. При этом Са " транспортируется в раствор с выпадением Са (0Н)г вокруг ядер СдЗ. [c.76]

В качестве простейшего и наиболее ясного примера использования этих явлений можно указать случай, иозволяюш пй вывести закон отран<ения рентгеновских лучей от поверхности кристалла — закон Брэгга—Вульфа. В самом деле, каждый атом или ион в кристалле действует в качестве центра, от которого излучение рассеивается во всех направлениях, совместимых с законами оптики. Однако излучение, рассеянное в направлении связи между двумя атомами, многократно усиливается рассеянием излучения в том же направлении другими атомами. Суммарная дифракция в избранном направлении составляет одно из брэгговских отражений. Другое применение, некоторые обоснования которого были даны в гл. VII, принадлежит Дебаю, Менке и Принсу опо позволяет установить распределение атомов в жидкости. Наконец, метод смешанных порошков, развитый независимо Гуллом, а также Дебаем и Шерером, позволил сэкономить большое количество труда. В этом методе рентгеновские лучи рассеиваются во всех направлениях маленькими частицами смеси кристаллов, причем структура одного из них (обычно каменной солп) долл<на быть известна. В этом случае измерение межъядерных расстояний производится относительным методом, который сводится к измерению диаметров дифракционных колец, принадлежащих изученному и неизученному рассеивающим веществам. [c.463]

Не следует думать, что производство синтетических алмазов в столь огромных объемах упрощает задачу получения алмазов таких размеров и такого качества, которые позволяют отнести их к драгоценным камням. Главное препятствие попыткам получить крупные кристаллы — маленький объем, в котором можно поддерживать экстремальные условия давления и температуры. К тому же для выращивания больших кристаллов требуется длительное время. Спосо-бь1 получения ювелирных алмазов не патентовались до 1967 г., когда Роберт Уэнторф, наконец, добился успеха в выращивании алмаза на затравке [26]. Оказалось, что затравочный кристалл необходим для предотвращения кристаллизации графита даже тогда, когда условия опыта соответствуют области кристаллизации алмаза. Наиболее трудная проблема при выращивании крупных кристаллов алмаза высокого ачества заключается в необходимости поддержания таких условий в области его стабильности, прн которых скорость кристаллизации [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология