Зависимость физических свойств кристаллов от тн

ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ ТИПОМ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ и ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ КРИСТАЛЛОВ [c.135]

Г лава 5. Зависимость между типом химической связи и физическими свойствами кристаллов. ....... 133 [c.5]

ЗАВИСИМОСТЬ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ от ТИПА СВЯЗИ [c.75]

Кристаллохимия — наука, изучающая зависимость внутренней структуры и физических свойств кристаллов от химического состава. [c.11]

Зависимость между энергией кристаллической структуры и физическими свойствами кристаллов [c.176]

В твердой фазе находятся только кристаллические тела. В этом случае центры тяжести молекул под влиянием теплового движения непрерывно колеблются относительно фиксированных узлов кристаллической решетки, находящихся друг от друга на определенных расстояниях, называемых периодами идентичности. Наименьший повторяющийся строительный кирпичик решетки, параметры которого описывают взаимное расположение молекул, их упаковку, называется элементарной ячейкой. Так как молекулы чаще встречаются в некоторых избранных положениях, чем в других, свойства кристалла не будут одинаковыми во всех точках—кристаллическая фаза будет анизотропной. При этом различают однородную анизотропию, когда зависимость физических свойств от направления одна и та же для любой точки, и местную, или неоднородную, возникающую на границе раздела фаз, у дефектов кристалла и т. д. [c.426]

Грот (1870 г.) назвал морфотропией закономерные изменений структуры, внешнего огранения и физических свойств кристаллов в зависимости от химического состава. [c.263]

В задачи кристаллофизики входит также изучение взаимосвязанности свойств кристаллов и их зависимости от внешних воздействий. Анизотропные физические свойства кристаллов чрезвычайно чувствительны к влиянию внешних воздействий. Поэтому, подбирая и комбинируя эти воздействия, можно создавать кристаллы с уникальными, необычными свойствами, которые применяются в источниках, приемниках, преобразователях, усилителях различных видов энергии. Процессы таких преобразований энергии также изучает кристаллофизика. [c.180]

Процесс последовательного соединения молекул мономера всегда завершается образованием макромолекул, каждая из которых сама по себе представляет систему с анизотропными свойствами. Собственно же процесс полимеризации, даже если он инициируется в исходной изотропной среде, обязательно проходит через ряд состояний, характеризующ ихся в той или иной степени однородной или неоднородной анизотропией. В случае однородной анизотропии зависимость физических свойств от направления одинакова в различных точках среды (например, кристалл). Неоднородная (местная) анизотропия возникает на границе раздела фаз, вдоль дислокаций у дефектов в кристаллах и т. д. [c.97]

АНИЗОТРОПИЯ — явление, состоящее в том, что физические свойства тел (механические, оптические, электрические, магнитные и др.) в отличие от изотропии, в зависимости от направления, различны. А. обусловлена строением тела, наличием кристаллической структуры или асимметрией молекул. Практическое значение имеет А. кристаллов, жидких кристаллов, полимеров. [c.26]

Скалярными являются очень немногие физические свойства кристаллов. Для них нет смысла говорить о зависимости от направления. Таковы масса, плотность, удельная теплоемкость, внутренняя энергия, температуры фазовых переходов. При фазовом переходе вещества из аморфного состояния в кристаллическое величина каждого из этих свойств меняется скачком. По числовым значениям этих величин можно характеризовать вещества, отличать их друг от друга, судить о нарушениях структуры. Специфических отличий скалярных свойств в кристаллах от тех же свойств в аморфных телах нет (за исключением их числовых значений). [c.202]

Одной из центральных научных проблем кристаллохимии, кристаллофизики, кристаллографии вообще является проблема химической связи в кристаллах и влияния характера и энергии межатомного взаимодействия на их структуру и физические свойства. Многие физические свойства кристаллов описываются соответствующими производными их термодинамических характеристик. Особый интерес поэтому приобретает изучение факторов, определяющих термодинамические свойства кристаллов и их зависимости от обобщенных сил и координат. В первую очередь должны быть названы такие термодинамические свойства, как энергия атомизации, внутренняя энергия, свободная энергия Гельмгольца, Гиббса, теплоемкость и др. [c.183]

Экспериментальными исследованиями установлена зависимость физических свойств от расположения частиц в кристалле, т. е. от типа кристаллической решетки, и от природы сил притяжения между ними. [c.71]

Стеариновая кислота известна каждому — она составляет главную массу стеариновых свеч ,— пишет Д. И. Менделеев [1] (1863). Неудивительно, что, рассматривая старые руководства по свечному производству, мы встречаемся с систематическим изучением зависимости физических свойств (микроструктуры, механических) от состава систем, образованных стеариновой и пальмитиновой кислотами. Интересно отметить, что молекулярное соединение стеариновой и пальмитиновой кислот, выделяющееся в виде иглообразных кристаллов, было открыто первоначально в технологии производства свечей, где его называли сильно кристаллический стеарин . [c.18]

Зависимость размера кристаллов парафина и характера (формы) его кристаллизации от природы парафина и состава продукта, содержащего парафин, разобрана выше при рассмотрении физических свойств компонентов сырья для депарафинизации. Здесь рассмотрим зависимость кристаллической структуры от условий и режима кристаллизации. [c.108]

Небольшой объем книги не позволил нам изложить такие важные и интересные вопросы, как энергетика и теория водородной связи, изменение характера химической связи при изменении термодинамических условий, превращения атомной и электронной структуры вещества при действии на него сверхвысоких импульсных давлений, зависимость физических свойств от химического строения кристаллов, результаты изучения химической связи магнетохимическими методами, а также с помощью электронной, радиоволновой и мессбауэровской спектроскопии. Причина такого отбора материала заключается в наличии достаточно подробных обзоров по ряду проблем (например, по водородной связи, по структурно-химическим приложениям мессбауэровской спектроскопии), в незавершенности основ теории вопроса (например, по изменению полярности связи в кристаллах под давлением или при нагревании), наконец в широко известном изложении материала в университетских курсах кристаллохимии (например, зависимость физико-химических свойств твердых тел от их строения). [c.229]

На вопросы-почему происходят те или иные физико-химические процессы, отвечает теория микромира, квантовая механика молекул и кристаллов. Однако в случае сложных химических систем квантовая механика мало пока пригодна к каким-либо количественным предсказаниям. Наибольшие успехи за 60-летнюю историю квантовой химии были достигнуты в тех случаях, когда качественная, идейная сторона проблемы определялась на эмпирической основе, а количественный расчет проводился лишь на отдельных, весьма важных этапах. Характерной в этом плане является прекрасная книга Харрисона [302], в которой рассмотрены проблемы химической связи и физических свойств кристаллов в зависимости от структуры их энергетических зон. Книга Харрисона посвящена применению теории МО-ЛКАО и метода псевдопотенциала, причем такие структурно-химические понятия, как атомные радиусы, ЭО, ионность, ковалентность и металличность связи, сл ат параметрами в теоретических расчетах и рассуждениях. [c.229]

Рассматривается влияние характера и энергии межатомного взаимодействия на структуру и физические свойства кристаллов. Изучаются факторы, определяющие термодинамические свойства и их температурные зависимости. Разбирается влияние некоторых параметров на форму частотного спектра на примере кристаллов со структурой алмаза. Рассматривается вопрос об определении упругих констант как производных энергии кристалла через функции распределения электронной плотности, представ-тенные различными аппроксимациями. [c.358]

Исследования твердых веществ подтвердили, что частицы в кристаллах (атомы, ионы или молекулы) располагаются закономерно, образуя пространственную кристаллическую решетку. Вопросы внешней формы кристаллов и геометрические закономерности расположения частиц в пространстве составляют предмет геометрической кристаллографии. В физической химии кристаллы изучаются главным образом с точки зрения выяснения зависимости свойств и формы кристаллов от характера связи между частицами, образующими кристалл. [c.47]

К поверхностным явлениям относятся все эффекты, связанные с различием физических свойств изучаемых систем, зависящих от различного поведения молекул в поверхностном слое и объеме непрерывной фазы. Помимо явлений адсорбции с этими же причинами связано возникновение вполне определенных равновесных форм огранения кристаллов, изменение термодинамических свойств вещества в зависимости от размера частиц (капель или кристаллов). Термодинамика поверхностных явлений широко используется в теории возникновения и роста частиц новой фазы. [c.156]

На примере серы видно, что структурные элементы жидкости могут отличаться от структурных элементов кристалла и изменяться в зависимости от температуры, причем не скачком при определенной температуре, а в некотором интервале температур, что существенно отличает жидкость от кристаллов. От структурных элементов зависят и физические свойства. [c.202]

Обычно считают, что при одинаковых внешних условиях все образцы одного и того же вещества имеют одинаковые физические свойства (плотность, твердость, цвет, температуру плавления, кристаллическую форму и т. д.). Однако иногда слово вещество употребляют по отношению к тому или иному материалу вне зависимости от его агрегатного состояния. Так, лед, воду и пары воды можно рассматривать как одно вещество. В то же время образец, состоящий из кристаллов каменной соли и кристаллов столовой соли, порой называют смесью, хотя он состоит из одного и того же вещества — хлорида натрия. Такая неопределенность терминологии, по-видимому, не приводит на практике к недоразумениям. [c.19]

Изучению атомного строения кристаллов, изучению зависимости физических и химических свойств от их состава и строения посвящена настоящая книга. [c.5]

Выше (в 12) была рассмотрена зависимость физических свойств кристаллов от вида связи между частицами, находяшими-ся в узлах кристаллической решетки. Следует отметить, что свойства веществ в жидком и газовом состояниях также зависят от характера химической связи в молекулах этих веществ и от массы и ра меров самих молекул. Так, например, вещества ионной природы легче сжижаются и криста.тлпзуются по сравнению с веществами ковалентной природы (при близких массах и размерах молекул тех и других веществ ). С увеличением массы и размеров молекул вещества легче переходят из газового состояние в конденсированное. [c.75]

Третье издание книги, как и предыдущие, посвящено систематическому изложению основ кристаллохимии. Со времени второго издания прошло более десяти лет. За это время в мировой литературе опубликовано много новых сведений об атомном строении кристаллов, которые в одних разделах сзгщественно дополнили известные ранее факты, в других — заставили пересмотреть прежние представления. Эти изменения автор постарался отразить в новой книге. Значение кристаллохимии за прошедшие годы значительно возросло. Такие области использования кристаллов, как полупроводники и сверхпроводники, пьезо- и сегнетоэлектрики, квантовая электроника и многие другие области назгки и техники, потребовали более глубокого понимания зависимости физических свойств кристаллов от их химического состава и строения, а эти вопросы и являются основным содержанием кристаллохимии. [c.5]

Анизотропия — зависимость физических свойств веществ в кристаллическом состоянии (электрическая проводимость, теплопроводность, механические свойстаа и т.п) от направления осей в кристалле. См. Состояние кристаллическое. [c.29]

Внешний вид, структура и физические свойства кристаллов могут закономерно изменяться в зависимости от химического состава Эти изменения, происходящие в результате замены в структуре одного иона другим, называются морфотропными [c.238]

Физические методы измерения напряжений основаны на зависимости физических свойств материала от внутренних напряжений. Поскольку к наличию внутренних напряжений чувствительны многие свойства тел (оптические, электрические, магнитные, размеры кристаллической решетки, внутреннее трение, твердость), эта группа методов весьма обширна. Широко применяется оптический метод, основанный на эффекте искусственного двойного лучепреломления, возникающего под действием напряжений. При освещении таких оптически активных материалов поляризованным светом появляется окраска или картина чередующихся полос интерференции, но которым рассчитывают внутренние напряжения [243—253]. Метод оказывается весьма удобным для материалов, обладающих оптической активностью (кристаллов, неорганических стекол, некоторых полимеров). Метод широко применяется для измерения напряжений в различных (стеклянных) деталях электровакуумных приборов [254—260]. В случае слоистых пластиков и стеклопластиков напряжения в связующем также могут быть измерены по двойному лучепреломлению света [261, 263—266]. Поляризационно-оптический метод может быть применен для тонких оптически чувствительных покрытий на непрозрачной подложке, например для электроизоляционных пленок на металлах [206, 262, 267, 270], для которых обнаружено хорошее совпадение значений напряжений с результатами, полученными консольными методами [206]. Иногда, применяя ноляризационно-онтический [221, 271] метод, удается измерять внутренние напряжения в реальных клеевых системах, например в конструкциях из оргстекла, оптического стекла. [c.236]

Существует зависимость между величиной энергии кристаллической структуры и физическими свойствами кристаллов чем больше энергия, тем выше твердость, больше температуры плавления и кипения и меньше коэффициедты сжимаемости и теплового расширения. Приведенные в табл. 5.38 дробные числа, определяющие твердость по шкале Мооса (3,2 2,2 3,3), получены опытным путем при использовании склерометра (твердость корунда 9 и твердость гипса 2 соответствуют твердости 1000 и 0,04 в склерометрической шкале). Энергия кристаллической структуры является мерой устойчивости соединений, так как определяется теплотой образования данного вещества. Устойчивыми будут соединения, при образовании которых выделяется наибольшее количество энергии. [c.175]

То, что примеси играют большую роль при получении монокристаллов, широко известно и довольно широко изучается. Что же касается влияния примесей на физические свойства поликристаллических продуктов, то его исследование пока проводится слабо. Вместе с тем и в данном случае зависимость физических свойств от содержания примесей очень интересна и в теоретическом, и в практическом плане. Достаточно вспомнить, что именно при помош,и примесей достигаются известные положительные результаты по снижению слеживаемости и гигроскопичности [36—38]. Основным в изучении связи между физическими свойствами и содержанием примесей является учет местоположения последних. Другими словами, характер влияния примеси на свойства зависит от того, образует ли она твердый раствор, адсорбируется на гранях или образует механические включения. Проблема установления связи между содержанием примеси и физическими свойствами имеет первостепенное значение для получения как высокочистых соединений, так и веществ с наперед заданными свойствами. Решение ее требует организации широких экспериментальных исследований различного типа. Они же в свою очередь требуют разработки специальной аппаратуры и методик. Вопрос об изучении влияния примесей на огранку кристаллов следует рассмотреть особо. Работ в этом направлении выполнено очень много [39—41], но полученный экспериментальный материал до сих пор не позволил разобраться в 1грироде наблюдаемого явления. Очевидно, для ее установления требуются более тщательные и целенаправленные эксперименты. Следует только отметить, что осо-эенно ярко выражено влияние органических примесей [40]. [c.15]

Как уже отмечалось, дефекты могут образовывать различные ассоциации, обладающие своими специфическими свойствами. Величина многих физических свойств кристаллов, например величина проводимости, определяется суммарным, результирующим действием всех дефектов, присутствующих в кристалле в электрически активном состоянии. В случае таких полупроводни-жовых материалов, как германий, кремний, и многих других, на-шболее контролируемым и воспроизводимым методом управления ВЕЛИЧИНОЙ и типом проводимости является введение в кристаллы определенных концентрации соответствующих примесей. Однако воспроизводимость этого метода обусловливается в общем случае степенью очистки исходного материала от остаточных неконтролируемых примесей. Часто для достижения требуемого комплекса физических свойств или из-за технологической необходимости в кристалл вводится не одна, а две и более различных примесей. Следовательно, при изучении зависимости свойств материала (например, типа и величины его проводимости) от природы и концентраций различных дефектов рассматривают следующие разновесные состояния в кристалле [c.174]

Примеси могут оказывать значительное влияние на физические свойства соединений. Наиболее просто дело обстоит в том случае, когда атомы примеси имеют одинаковую валентность с замещаемыми атомами и образуют с одним из компонентов основного кристалла соединение той же формулы и кристаллической структуры, что и соединение, в которое примесь включается. В подобных случаях твердый раствор представляет собой нормальный смешанный кристалл, как, например, (Na, К)С1 (А1, Сг)гОз (Zn, d)S (Mg, Ni)0 (Zn, Mn)2Si04 и T. Д. При этом большинство физических свойств кристаллов монотонно меняется с составом. Например, плотность и параметры элементарных ячеек изменяются линейно между крайними значениями, соответствующими чистым компонентам. При рассмотрении оптических свойств, таких, как поглощение или люминесценция, следует различать общие эффекты, связанные с зонной структурой кристалла, и характеристические эффекты, типичные для отдельных ионов. В простейшем случае ширина запрещенной зоны и в соответствии с этим длина волны основного поглощения и люминесценции изменяются с составом также линейно. Примерами могут служить (Zn, d)S [11 (Hg, d)Te [2], Pb(S, Se, Те) [3]. В некоторых системах в зависимости от состава изменяется структура зоны проводимости или валентной зоны (или же обеих зон одновременно). Тогда наблюдаются линейные изменения основных оптических свойств внутри области, в которой сохраняется зонная структура каждого компонента системы, с более или менее резким перегибом в области составов, где уровни одной структуры становятся более стабильными, чем другой. Таким образом, например, изменяются зонные структуры в системах Ge, Si [41 В1г(Те, Se)a [5] Zn(S, Те) и Zn(Se, Те) [61. Однако изменения длин волн, обусловленных характеристическими оптическими эффектами, связанными с внутриионными переходами, при образовании смешанных кристаллов, как правило, незначительны или вообще не наблюдаются интенсивность же спектральных полос с одинаковой длиной волны изменяется с концентрацией линейно. [c.422]

Характерной особенностью кристаллов вообще и метатлов в частности является анизотропия (векториальность) свойств. Анизотропией назьшается зависимость физических, химических и. механических свойств от направления осей монокристалла и приложения силы. Кристалл-тело анизотропное в отличие от изотропных аморфных тел (стекло, пласт.массы, резина и др.), свойства которых не зависят от направления действия силы. Причиной анизотропии является неодинаковая плотность атомов в различных направлениях. Так как металлы и сплавы на их основе являются поликристаллитами, то состоят из большого числа беспорядочно ориентированных анизотропных кристаллов. В большинстве реальных случаев кристаллы по отношению друг к другу ориентированы различно, поэтому во всех направлениях свойства метатлов более или менее одинаковы, т.е. поликристаллическое тело является изотропным. [c.23]

Согласно рис. 5.2, область, в которой осугцествляется закон ГЗ, лежит ниже 0,10. Высокотемпературное асимптотическое значение теплоемкости составляет 24,94Дж/(моль - К). Отметим, что температура Дебая 9 условно разделяет квантово-механичес-кую и классическую области температурной зависимости физических свойств твердых тел. В первой из них в результате температурного возбуждения происходит изменение числа фононов, во второй — все фононы возбуждены. Это представление вполне справедливо для кристаллов с одним атомом в базисе, где могут возбуждаться только акустические фононы. Однако кристаллы, содержащие два и более атома в базисе, дополнительно обладают оптическими модами. Поэтому для них при температурах выше в продолжает происходить возбуждение фононов, теперь уже оптического типа. [c.106]

На рис. 3 (а и б) для образцов обеих серий показаны зависимость tg б и скорости каталитической реакции V от температуры прокаливания. Как видно, у образцов обеих серий в пределах точности эксперимента совпадает температурный ход б и резко противоположен ход скорости реакции. Для образцов серии I наблюдается антибатная связь tg б и 7, в то время как для образцов серии II — симбатная, которая качественно объясняется с точки зрения электронной теории Волькенштейна с ростом температуры обжига увеличивается воздействие кислорода на окись цинка, что приводит к снижению концентрации электронов. Это, в свою очередь, вызывает снижение tg б и уменьшение каталитической активности. Для объяснения результатов но образцам серии I нужно сказать, что окись меди является собственным полупроводником (т. е. имеющим и электроны, и дырки), а температура перелома (около 200° С) приблизительно соответствует температуре антиферромагнитного превращения окиси меди (для монокристаллов 180° С). Если учесть, что антиферромаг-нитное превращение сопровождается резким изменением ряда физических свойств кристаллов, в том числе и коэффициента расширения, то естественно предположить, что при температурах обжига, больших 200° С, в момент антиферромагнитного превращения (т. е. в момент дельта-образных изменений коэффициента расширения) происходит выброс микроскопических частичек окиси меди в окружающее пространство. Эти частички, оседая на поверхности в данном случав окиси цинка, мигрируют по ней и закрепляются на активных центрах. Именно этот процесс, по-видимому, и приводит к увеличению каталитической активности образцов серии I, йе оказывая, однако, влияния на tgб в пределах точности опытов. [c.240]

Характерной чертой модификации парафина, устойчивой при повышенной температуре, является пластичность и способность отдельных частичек парафина полностью сливаться или спаиваться при сжатии. По некоторым свойствам физическое состояние данной модификации несколько приближается к состоянию так называемых жидких кристаллов. Вторая же модификация парафина, устойчивая при низких температурах, является типичным твердым кристаллическим телом и отличается твердостью, хрупкостью, неспособностью отдельных частиц спаиваться при сжатии. Переход [арафина из одной модификации в другую сопровождается тепловым эффектом в виде поглощения или выделения при температуре перехода скрытого тепла. Сама же величина температуры перехода имеет для данного парафина характер физической константы, аналогичной температуре плавления или кипения. При переходе парафина из одной модификации в другую наблюдается скачок в изменении его физических свойств, зависимых [c.59]

При термообработке нефтяных остатков образуется анизотропная фаза, получившая название мезофазы, которая по своим оптическим и физическим свойствам напоминает нематические хщкие кристаллы С I 3. В настоящее время сложились определенные представления о структурной организации жидкокристаллических сфер мезофазы - это упакованные определенным образом плоские дископодобные молекулы С 2 Д. Проведены многочисленные исследования, направленные на выявление зависимости характера протекания мезофазных превращений от различных факторов-тешературы, давления, химического состава сырья [3,4 Л. Но, несмотря на общепризнанность факта формирования структуры кокса на стадии мезофазных превращений, в литературе не показано, как влияет динамика изменения сфер мезофазы на структуру получаемого продукта карбонизации. [c.47]

В третьей главе рассматриваются структурные и физические особенности кристаллов Н2О. По ряду физических свойств (значению статической диэлектрической постоянной, остаточной энтропии кристалла, величине электропроводности) кристаллы льдов четко разделяются на две группы. Такого четкого разделения кристаллов по структурным характеристикам нет. Спектральные свойства кристаллов льдов показывают, что внутримолекулярные частоты колебаний молекулы Н2О зависят от температуры и имеют ширины линий, по порядку величины равные частотам межмолекулярных колебаний. На основании рассмотренных данных делается вывод о сильной взаимной зависимости внутримолекулярных и межмолекулярных взаимодействий в системе водородосвязанных кристаллов льдов. Откуда следует, что лед I и полиморфные формы льдов не являются чисто молекулярными кристаллами, а скорее должны рассматриваться как ЗЫ атомные кристаллы. [c.6]

Положение о том, что понимание химических и физических свойств белков требует знания пространственного строения молекул, впервые, по-видимому, было высказано К. Мейером и Г. Марком в 1930 г. Более того, они предприняли попытку установить прямую связь между некоторыми физическими свойствами белков и пространственной структурой, подобно тому, как это уже делалось в химии при определении зависимости между химическими свойствами и строением молекул. В частности, они предположили наличие непосредственной связи механического состояния специально приготовленных белковых препаратов при растяжении и сжатии с изменением молекулярной формы полипептидных цепей. Первыми объектами исследования пространственного строения с помощью рентгеноструктурного анализа стали фибриллярные белки, содержащие наряду с аморфной также упорядоченную часть, представляющую собой нечто вроде одномерного линейного кристалла Г. Герцог и У. Янеке, а позднее Р. Брилл получили в самом начале 1920-х годов рентгенограммы фиброина Шелка. Их интерпретация основывалась на предположении дикетопи-перазинового строения белка, что многими химиками было воспринято как [c.67]

Кристаллы, полученные разными методами, существенно отличаются друг ог друга своей реальной структурой, а следовательно, и свойствами. В зависимости от материала тигля, состава исходных реактивов и т. п. в полученный кристалл всегда попадает какое-то количество микропримесей. Последние могут весьма существенно влиять на физические свойства полученного кристалла. [c.265]

Электрические свойства монокристаллов иттрий-алюминиевых гранатов. Высокой чувствительностью к физическим и химическим неоднородностям в кристаллах, к точечным и линейным дефектам ири условии их электрической активности обладают электрические характеристики удельная, относительная диэлектрическая постоянная е, и их функциональные зависимости от температуры. Перечисленные свойства изучались во ВНИИСИМСе [36]. С целью измерения электрических свойств кристаллов граната образцы подвергались металлизации платиной катодным распылением на установке УВР-2. Измерение удельного сопротивления осуществлялось методом Бронсона с использованием электрического усилителя ВК2-16 и лабораторной измерительной ячейки. [c.196]