Кристаллические структуры и внешние формы кристаллов

Полиморфизм. В зависимости от внешних условий одно и то же вещество может иметь разные по симметрии и структуре кристаллы. Способность данного твердого тела существовать в виде двух или нескольких кристаллических структур называется полиморфизмом. Различные кристаллические структурные формы вещества называются полиморфными модификациями. Явление полиморфизма очень распространено. Почти все вещества при известных условиях могут быть получены в различных модификациях. [c.144]

Селективная способность — одно из наиболее замечательных свойств цеолитов. В отличие от обычных катализаторов, цеолиты имеют два типа пор одни определяются размерами пор кристалла цеолита, другие — внутрикристаллической системой, существующей и в промышленных катализаторах крекинга. В зависимости от кристаллической структуры и формы пор цеолиты обеспечивают высокую селективность (избирательность) каталитического крекинга. Например, цеолиты с маленькими порами (4 и 5 А для типа А) эффективны в реакциях, в которых участвуют реагенты с небольшими размерами молекул такие цеолиты избирательно действуют только на пропилен, если, например, он находится в смеси с изобутиленом. При селективном крекинге смеси парафиновых углеводородов на цеолитах, размер пор которых ненамного превышает 5 А, крекинг изопарафинов незначителен. При каталитическом крекинге с использованием цеолитов типа X и У, диаметр пор которых от 9 до 10 А, углеводородные молекулы частично крекируются на внешней поверхности кристалла цеолита, а образующиеся фрагменты подвергаются дальнейшему крекингу внутри полостей. [c.101]

Поскольку симметрия внешней формы кристалла отражает симметрию его структуры, систему координат можно выбрать также и по ребрам кристаллического многогранника. Именно так были выбраны кристаллографические системы координат и произведено разделение кристаллов на сингонии (Вейсс, 1814), когда еще не было сведений о структуре кристалла. В сингонию объединяются кристаллы, у которых одинакова симметрия элементарных ячеек их структур и одинакова кристаллографическая система осей координат (см. 8). [c.12]

Кристаллическая структура. Внешняя форма кристаллов. [c.96]

Все возможные кристаллические структуры описываются 230 пространственными группами симметрии. Пространственной группой симметрии называется сочетание всех возможных бесконечных преобразований симметрии кристаллической структуры. Пространственная группа симметрии характеризует симметрию кристаллической структуры, так же, как точечная группа симметрии характеризует симметрию внешней формы кристалла и симметрию его макроскопических физических свойств. [c.27]

Еще М. В. Ломоносов полагал, что внешняя форма кристалла есть отражение скрытого внутреннего строения и обусловлена правильным расположением частиц, составляющих кристалл. Сейчас правильность этого мнения доказана рентгенографией, электронографией и другими современными методами. Структура множества различных кристаллов полностью расшифрована. Наука, изучающая связь между химическим составом твердых фаз, кристаллическим строением и свойствами, называется кристаллохимией. [c.117]

Осадки кристаллической структуры внешне отличаются от осадков аморфной структуры тем, что каждое кристаллическое соединение выпадает в определенной, присущей ему кристаллической форме, хорошо различимой под микроскопом. Форма крупных кристаллов хорошо видна даже невооруженным глазом. При дроблении кристаллов осколки сохраняют ту же структуру. [c.147]

Так как кристаллических веществ очень много, то изучение их геометрических структур и свойств, зависящих от геометрии кристалла, развилось в особую науку — кристаллографию, основы которой были заложены Е. С. Федоровым. Внешняя форма кристалла является отображением его внутренней структуры, созданной взаимным расположением частиц в пространстве. [c.102]

В кристаллической решетке можно выделить бесконечно большое число плоских сеток. Через любые три узла решетки, не лежащие на одной прямой, можно провести плоскость, и эта плоскость (плоская сетка) будет возможной гранью кристалла. Число различных плоских сеток в кристалле бесконечно велико, а число реально существующих граней всегда весьма ограниченно. Разные серии сеток будут отличаться друг от друга ретикулярной плотностью, т. е. числом узлов, приходящихся на единицу площади. Бравэ предположил, что грани кристалла являются сетками с наибольшей ретикулярной плотностью. Эта гипотеза обычно известна под названием правила, или закона Бравэ. Однако Бравэ не предложил способа определения типа решетки в реальных случаях. Гипотеза продолжала оставаться лишь догадкой. Она была в известной мере решена Е. С, Федоровым при создании кристаллохимического анализа. Е. С. Федоров разработал стройную систему, по которой можно было, опираясь на гипотезу Бравэ, определить структуру кристалла, т. е. найти тип решетки Бравэ у кристаллов того или иного вещества. Для этого прежде всего изучалась внешняя форма кристаллов исследуемого вещества. На основании этого изучения составлялся список граней вначале выписывались грани, встречающиеся на каждом кристалле, затем — грани, обычно наблюдающиеся, затем — грани, встречающиеся все реже и реже. Для каждого типа решетки были составлены таблицы сеток, начиная от сеток с максимальной ретикулярной плотностью и далее со все уменьшающейся плотностью. Сопоставляя список символов граней, найденных на кристаллах определяемых веществ, со списком теоретических плотностей, можно сделать вывод о типе решетки Бравэ у кристаллов конкретных веществ. [c.60]

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ И ВНЕШНИЕ ФОРМЫ КРИСТАЛЛОВ [c.257]

Данная глава посвящена описанию связей между внешней формой кристаллов и их внутренней кристаллической структурой. Изучение этих связей включает три стадии, на каждой из которых возникают различные проблемы. [c.325]

П. Кюри в 1894 г. высказал гипотезу о том, что во внешней форме кристалла сохраняются лишь общие элементы симметрии кристалла и питающей среды. Позднее эта гипотеза была распространена Шафрановским [1] на все случаи роста кристаллов, в том числе на рост кристаллов из расплавов, с внесением представлений о влиянии на процесс кристаллизации взаимодействия атомов, образующих кристалл, с атомами окружающей среды. Под влиянием окружающей среды, примесей и условий кристаллизации одним и тем же типам кристаллической структуры могут соответствовать кристаллы с различным габитусом. Таким образом, габитус кристаллов и симметрия внешних форм зависят от совокупности влияния симметрии, структуры и условий кристаллизации. [c.194]

Координационным числом (к. ч.) данного атома (иона) называется число ближайших однотипных соседних атомов (ионов) в кристаллической структуре. Если центры этих ближайших атомов или ионов мысленно соединить друг с другом прямыми линиями, то в общем случае получается координационный многогранник (к. м.). Атом, для которого строится координационный многогранник, находится в центре многогранника (рис. 128). Координационный многогранник никак не связан с внешней формой кристалла и не соответствует ей. [c.137]

Подобно внешним формам кристаллов, кристаллические решетки могут быть классифицированы по их симметрии. Еще задолго до разработки экспериментальных методов исследования структуры в 1890 г. такая классификация была выведена математически Е. С. Федоровым, который показал, что для решеток возможно 230 вариантов сочетания элементов симметрии. Эти сочетания получили названия федоровских групп симметрии. Комбинаций элементов симметрии для кристаллических решеток значительно больше (230), чем для внешних форм кристаллов (32), вследствие появления дополнительных элементов, характеризующих внутреннюю симметрию кристаллов. [c.261]

Для кристаллических тел характерна правильная, симметричная структура. Частицы, образующие кристалл (атомы, молекулы, ионы) выстраиваются в ряды, плоскости, решетки. Симметрия внутренней структуры отражается во внешней форме отдельных кристаллов, представляющих многогранники с определенными углами между ребрами и гранями. Изучение симметрии кристаллических многогранников и бесконечной кристал- [c.172]

Изоморфизм. Между химическим составом вещества и его кристаллической формой имеется тесная связь. Это особенно резко сказывается в структуре кристаллической (пространственной) решетки и характере связи элементов этой решетки. Однако и внешняя форма кристаллов также зависит от состава. Так, многие сходные по химическому составу вещества проявляют большую аналогию в своем кристаллическом строении. На- [c.49]

Так как внешняя форма кристалла естественно определяется закономерностью расположения образующих его частиц, то классификация кристаллов по структуре кристаллической решетки должна быть близкой к классификации по внешней форме кристаллов. [c.176]

Как известно, внешняя форма кристалла является лишь одним из проявлений его внутренней структуры и зависит от ряда факторов при образовании твердой кристаллической фазы. По этой причине эмульсионные зерна имеют разнообразную внешнюю форму. Явно кристаллические зерна можно разбить на три группы [c.13]

Пространственные коагуляционные структуры, образованные молекулярным сцеплением беспорядочно расположенных коллоидных частичек, например в гелях, не обнаруживают дальнего порядка, свойственного кристаллическим телам, хотя каждая частичка как элемент такой пространственной структуры может быть кристалликом малых коллоидных размеров от 1 до 0,001 мкм. Примером исчезновения дальнего порядка, свойственного отдельному крупному кристаллу — монокристаллу , является переход к беспорядочному срастанию мелких кристалликов — поликристаллическому агрегату, возникающему в обычных условиях кристаллизации при непрерывном уменьшении размеров кристалликов. При этом осуществляется переход к криптокристаллическому (скрытокристаллическому) состоянию, напоминающему стеклообразное, или аморфное, состояние, как его раньше называли, по отсутствию характерной для отдельных кристаллов правильной внешней формы. Однако все такие пространственные структуры, независимо от степени упорядоченности или, наоборот, хаотичности,- характеризуются свойствами твердого тела, определенной упругостью и прочностью. Более того, интересно отметить, что беспорядочность структуры — отсутствие в ней дальнего порядка расположения структурных элементов — всегда приводит к значительному повышению прочности. [c.171]

Указанные два внешних признака кристаллического состояния — резко выраженная температурная точка перехода в жидкое состояние и определенная внешняя геометрическая форма — не всегда применимы для характеристики кристаллической, структуры. Более общим признаком может служить присущее кристаллам явление анизотропии, заключающееся в том, что некоторые свойства (например, теплопроводность) данного кристалла неодинаковы для разных направлений в нем это явление называют иначе векториальностью свойств. Векториальность свойств кристаллов является их общим признаком. Она не свойственна ни газам, ни большинству жидкостей в обычных условиях. [c.122]

Весьма тонкие современные методы исследования кристаллического состояния вещества подтвердили, что частицы в кристаллах (атомы, молекулы, ионы) располагаются закономерно, образуя так называемую пространственную решетку кристалла. Внешняя геометрическая форма кристалла теснейшим образом связана с его внутренней структурой. В кристаллической решетке любого тела можно выделить определенную часть, которая носит название элементарной ячейки. Она представляет собой наименьший объем кристаллической решетки вещества, который точно отражает его химический состав и все особенности внутренней структуры данного кристалла. [c.30]

Правильная геометрическая форма является не единственным признаком кристаллической структуры. Она может внешне искажаться в процессе неблагоприятных условий роста кристалла. При идентификации веществ руководствуются также следующими законами [c.131]

Симметрия внешней формы отражает симметрию внутренней структуры кристалла, т.е. правильную периодическую повторяемость расположения частиц в узлах пространственной решетки того или иного вида. Характерной особенностью кристаллических тел, вытекающей из их строения, является анизотропия. Она проявляется в том, что механические, электрические и другие свой ства кристаллов зависят от направления внешнего воздействия сил на кристалл. [c.117]

Продукт, получаемый в результате кристаллизации, представляет собой сыпучую массу кристаллов различного размера. Внешняя геометрическая форма кристаллов специфична для каждого вещества. Характерной особенностью кристаллического строения вещества является строго определенное, периодически повторяющееся в трех измерениях расположение ионов, атомов или молекул, образующих кристаллическую решетку. Следствием внутренней упорядоченности структуры кристаллов является анизотропность различных физических свойств механических, оптических, электрических, магнитных и других. [c.353]

Полиморфизм. В зависимости от внешних условий одно и то же твердое вещество может иметь разные по симметрии и структуре кристаллы. Способность данного твердого вещества существовать в виде двух или нескольких кристаллических структур называют полиморфизмом. Разные кристаллические структурные формы вещества называют полиморфными модификациями. [c.128]

Следует рассмотреть, является ли образование комплексных продуктов присоединения действительно процессом кристаллизации. По определению кристалл представляет собой образуемое элементом или химическим соединением твердое тело, форма которого ограничена симметрично расположенными плоскостями, внешне отражающими определенное внутреннее строение. Хотя в начальных стадиях исследования продуктов присоединения, образуемых мочевиной, высказывались предположения о близости образования аддуктов к адсорбционным процессам, последующие рентгеноструктурные исследования показали [72], что в присутствии связываемого в виде комплекса соединения кристаллическая структура мочевины изменяется из обычной тетрагональной в гексагональную, с образованием внутренних каналов, в которых заключены молекулы связываемого соединения. Следовательно, можно считать, что [иглы кристаллов комплексов внешне отражают определенное внутреннее строение. Это дает основание считать правильным термин аддуктивная кристаллизация . [c.52]

Тот факт, что кристалл имеет решетчатую структуру, накладывает строгие ограничения на симметрию его внешней формы. Между тем возникает вопрос можно ли получить любую информацию о кристаллической решетке, зная симметрию внешней формы [c.422]

Для всестороннего изучения строения кристаллических структур используется несколько дисциплин. Наука о кристаллах и кристаллическом состоянии вещества называется кристаллографией. Исследованием геометрии внещней формы и внутреннего строения кристаллов занимается геометрическая кристаллография. Связь между геометрией внешней формы и внутренним строением кристаллов, с одной стороны, и их физическими [c.126]

В силу того что кристаллическое вещество, в отличие от других, некри-сталличесхшх веществ, имеет упорядоченную атомную структуру и анизотропно, методы кристаллографии резко отличаются от методов других наук. Симметрия проявляется во внешней форме кристаллов, в их структуре, в физических явлениях, протекающих в кристаллах, во взаимодействии кристалла с окружающей средой, в изменениях, претерпеваемых кристаллом под влиянием внешних воздействий. Поэтому особенностью метода кристаллографии является последовательное применение принципа симметрии во всех случаях. Благодаря этому весьма специфическому методу кристаллография является самостоятельной наукой, связанной с другими частичным совпадением задач и предмета исследования в конкретных случаях. [c.10]

В силу того что кристаллическое вещество, в отличие от других, некристаллических, веществ, имеет упорядоченную атомную структуру и анизотропно, методы кристаллографии резко отличаются от методов других наук. Симметрия проявляется во внешней форме кристаллов, в их структуре, в физических явлениях, протеканэщих в кристаллах, во взаимодействии кристалла с окружающей средой, в изменениях, претерпеваемых кристаллом под влиянием внешних воздействий. Поэтому особенностью метода кристаллографии является последовательное применение принципа симметрии во всех случаях. Благодаря этому весьма специфическому методу кристаллография является самостоятельной наукой, связанной с другими частичным совпадением задач и предмета исследования в конкретных случаях. Нельзя изучать кристаллическое вещество вне процесса его образования, вне связи с жидкой и газообразной фазой. Эти процессы изучает физическая химия, так как лю бой процесс или положение равновесия зависит от физико-химических условий среды. Относительное расположение атомов и молекул в кристаллическом веществе зависит от качества самих атомов, от их химической природы. Отсюда тесная связь с химией, особенно со стереохимией. Атомы и молекулы в кристаллах образуют геометрически правильные комплексы. Совокупность их определяет форму кристаллов в виде многогранников. Многогранники же изучаются математикой и, в первую очередь, геометрией. Очевидна, конечно, связь кристаллографии с физикой, особенно с теми ее разделами, которые занимаются изучением различных свойств твердых тел. В последние годы интенсивно развивается промышленность, использующая монокристаллы с различными свойств ами оптическими, электрическими, механическими и т. п. Связь кристаллографии с химией, физической химией и физикой настолько тесная, что не позволяет провести даже условных границ между этими науками. [c.10]

Датой рождения кристаллографии и кристаллофизики считается 1669 год — год установления закона постоянства углов кристаллов и открытия двойного лучепреломления света в кристаллах. В течение XVII—XIX вв. кристаллография развивалась в значительной мере как часть минералогии и основным содержанием ее было наблюдение симметрии внешней формы кристаллов. Открытие дифракции рентгеновских лучей в 1912 г. положило начало экспериментальному исследованию атомной структуры кристаллических веш,еств, развившемуся необычайно быстро. В наши дни изучены структуры почти всех неорганических природных соединений, и ныне мы присутствуем при рождении новой области кристаллографии — учения о структуре биологических объектов. [c.3]

Основополагаюш,им для развития рентгеновской кристаллографии было открытие Лауэ в 1912 г. способности кристаллов дифрагировать рентгеновские лучи. Все предшествующие работы были связаны с изучением внешней формы кристаллов, и на основании этого делались предположения об их внутреннем строении. Начиная с 1912 г. кристаллографы с помощью рентгеноструктурного анализа успешно решают все более сложные кристаллические структуры, используя теории классификации кристаллов по их симметрии, которые были предложены до 1912 г. [c.15]

Характерной особенностью кристаллов является строго определенное, периодически повторяющееся в трех измерениях расположение ионов, атомов или молекул, образующих кристаллическую рещетку. Этим расположением определяется внешняя форма кристаллов, специфичная для каждого вещества. Следствием внутренней упорядоченности структуры кристаллов является анизотропность их свойств, т. е. неодинаковость механических, оптических, электрических, магнитных и других свойств по различным направлениям для одного и того же вещества. [c.15]

Процессы кристаллизации представляют собой фазовые превращения, которые протекают спонтанно и соответствуют переходу атомов из вещества с полностью или частично неупорядоченной конфигурацией (пар, жидкость) в вещество с упорядоченной, периодической конфигурацией кристаллической рещетки. В основе этих процессов лежит стремление системы достичь минимума свободной энергии при данных условиях. Минимум свободной энергии структурно совершенного кристалла достигается тогда, когда его свободная поверхностная энергия имеет наименьшее значение, т. е. когда кристалл обладает равновесной формой. Равновесная внешняя форма кристаллов связана непосредственно с особенностями его внутренней структуры, которая в свою очередь определяется природой сил взаимодействия атомов, образующих кристалл. [c.242]

Первая модификация парафина (устойчивая при повышенных температурах) кристаллизуется в форме длинных, относительно крупных кристаллов, напоминающих по внешнему виду волокна, возможно, шестигранного сечения и заканчивающихся пирамидами. Характерные образцы этой структуры показаны на рис. 5. Эта структура упоминается в литературе под наименованиями ленточная , волокнистая и т. д. Из этих названий наиболее близко форму кристаллов данной модификации описывает наи-% менование волокнистая структура . Это наименование и будет оставлено при дальнейшем изложении, хотя оно и не укладывается в строгую кристаллографическую терминологию. В соответствии с этим и модификация парафина, дающая эту кристаллическую форму, будет именоваться волокнистая модификация . [c.60]

Характер распределения ССЕ в твердых телах позволяет разделить их по степени симметрии на кристаллические п аморфные нефтяные дисперсные структуры. Твердые нефтяные тела, в которых расположение соединений имеет дальний порядок, соответствующий периодическому повторению определенной архитектуры в трех измерениях, называют кристаллическими, а расположение соединений в них — кристаллической структурой. Порядок, свойственный расположению соединений внутри твердого тела, часто приводит к симметрии его внешне] ) формы. Например, кристаллы графита имеют гексагональную форму, в базисных плоскостях атомы расположены в углах шестиугольников, на расстоянии 0,142 нм, т. е. на таком же расстоянии, как и в молекулах бензола. Прочность связей углерода в базисной плоскости кристалла графита примерно в шесть раз выше, чем в атомах углерода, расположенных на двух плоскостях, находящихся на расстоянии 0,3345 нм. Кристаллы графита имеют высокую симметрию. Аналогично другая форма кристалла углерода — алмаз — образует куб. В узлах кристаллическо 1 решетки алмаза а-связи каждого атома углерода направлены к четырем соседним атомам. Теплота сгорания алмаза несколько выше, чем графита. В связи с этим осуществляется переход при нагреве алмаза в графит в термодинамически более устойчивое состояние, в результате чего формируется новая симметрия. Симметрия также свойственна таким твердым нефтяным телам, как парафины. Известны нефтяные твердые тела с ближним порядком расположения соединений, они являются не кристаллами, а крайне вязкими жидкостями. К ним относятся, например, битумы, пеки, остаточные крекинг-остатки и др. [c.165]

Многообразие кристаллических структур и влияние на них внешних условий можно показать на примере полиэтилена. Он образует кристаллы различных модификаций с ромбической, гексагональной, моноклинной н триклннной эле.мснтарними ячейками, различающимися длиной осей и величиной углов между осями. При обычной температуре преобладают макромолекулы в форме плоского зигзага, образующие кристаллы с орторомбической ячейкой. При повышении температуры увели- [c.57]

Кристалл — твердое вещество, имеющее естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную иа его внутренней структуре, т. е. ва одном из нескольких определенных регулярных располо-жений составляющих вещество частиц (атомов, молекул, нонов). Кристаллическая структура, будучи индивидуальной для каждого вещества, относится к основным физико-химическим свойствам. Составляющие данное твердое вещество частицы образуют кристаллическую решетку. Если кристаллические решетки стереометрически (пространственно) одинаковы нли сходны (имеют одинаковую симметрию), то геометрическое различие между ними заключается, в частности, в разных расстояниях между частицами, занимающими узлы решетки. Сами расстояния между частицами называются параметрами решетки. Параметры решетки, а также углы геометрических мяогограиннков определяются физическими методами структурного анализа, например методами рентгеновского структурного анализа. [c.15]