Кристаллы двумерные структуры кристаллические

Подробные исследования роста кристаллов были предприняты Р. Каишевым на примере электрокристаллизации серебра. Наблюдения показали, что некоторые осадки отличаются спиральной симметрией и при нарушениях или сдвигах в кристаллической решетке кристаллизация сопровождается спиральными движениями ступени роста (рис. 95). Подобные представления о сдвиговой дислокации в кристаллической решетке объясняют возможность спирального роста граней кристаллов, когда он может происходить непрерывно, без образования двумерных зародышей. Причиной спирального роста грани является такое нарушение структуры кристаллической решетки, при котором ступень роста имеется лишь на части грани толщина этой ступени постепенно уменьшается к середине грани. При росте такая ступень не исчезает, дойдя до конца грани, как на идеальном кристалле, а все время поворачивается, образуя на грани все новые слои. [c.396]

На рис. 31.5 показаны некоторые типичные грани кристаллических призм в проекции на двумерную прямоугольную решетку. Все эти разнообразные формы, весьма характерные для поперечных сечений ромбических кристаллов в форме призм, образованы гранями, ни один из индексов которых не превышает единицы. Обратите внимание на различные формы кристаллов в, г и ж, хотя все они построены из идентичных граней. Подобные различия в протяженности граней у реальных кристаллов могли бы навести на мысль, что эти кристаллы относятся к различным кристаллографическим классам. Однако такие изменения формы кристаллов одинаковой структуры часто бывают вызваны различными методами их выращивания. Из полностью обозначенного набора граней кристалла обычно можно установить точечную симметрию этого кристалла, определить углы решетки и отношение осей элементарной ячейки. Отношение осей, определенное из морфологических исследований, часто бывает вполне точным, особенно для некоторых хорошо образованных кристаллов природных минералов. [c.20]

В первом случае имеет место регулярный переход от складчатой к плоскостной структуре кристаллов с выпрямленными цепями, и структура ориентированного материала представляет собой набор параллельно уложенных двумерных кристаллов (рис. IV.30, а). Авторы работы отмечают, однако, что такие плоскостные двумерные кристаллы термодинамически неустойчивы и могут существовать только в результате наложения очень высоких напряжений. Двумерные кристаллы образуют новую кристаллическую фазу, так что процесс перехода в шейку здесь может рассматриваться как фазовый переход, происходящий через плавление. [c.293]

В других случаях зародыши имеют очень сложную форму с входящими углами. К наиболее примечательным можно отнести зародыши пентагидрата сульфата меди, имеющие па плоскости 110 звездообразную форму с придатком в виде тонкого диска, входящего в кристалл под углом 56° к поверхности (рис. 5, 5 и 6, г). При небольшом давлении водяного пара эти зародыши становятся сферическими (рис. 6, е). Зародыши гептагидрата сульфата никеля [16] появляются в виде тонких полос на поверхности, к которым прикреплены диски, входящие внутрь решетки под углом 46°. Все же они очень близки к описанным двумерным зародышам. Детальное исследование форм зародышей девяти различных граней пентагидрата сульфата меди [19] показало, что эти формы обусловлены избирательным ростом зародышей вдоль ограниченного числа кристаллических плоскостей. Обнаруживаются, однако, некоторые интересные особенности, указывающие на ориентированное разрушение тонкой структуры дегидратированного продукта, препятствующее отводу воды в определенных направлениях. Для этих типов зародышей форма очень сильно зависит от структуры продукта, хотя главные направления роста определяются структурой гидрата. [c.292]

До сих пор мы считали, что при росте кристалла механизмом формирования двумерных зародышей весь процесс сосредоточен в слое толщиной в одно межатомное расстояние, который непосредственно примыкает к жидкости. Однако в следующем от поверхности раздела фаз атомном слое также осуществляется образование зародышей кристаллической фазы. На поверхности зародышей второго слоя формируются зародыши третьего слоя и т. д. Следовательно, структура поверхности кристалла имеет пирамидальный характер (рис. 63). [c.197]

Как это происходит, можно проследить по двумерной схеме. На рис. 2.5 показана часть кристаллической решетки. Структурной единицей или элементарной ячейкой этой решетки является квадрат если этот квадрат повторяется параллельно самому себе в одной плоскости, образуется двумерный кристалл определенного вида. В данном случае решетка, образованная атомами одного типа, показана в виде маленьких шаров в точке пересечения линий решетки, а решетка атомов другого вида показана более крупными шарами, находящимися в центре каждого из элементарных квадратов. Такую структуру обычно описывают при помощи коорди- [c.28]

Следовательно, основные черты одномерной задачи сохраняются. Единственная разница состоит в том, что дискретное концевое состояние, имевшееся в одномерной задаче нри 1г1>1, теперь превращается в зону поверхностных состояний с шириной 8 р , содержащую № уровней, которые, конечно, лежат вне нормальной зоны состояний кристалла. Если г не слишком велико, поверхностная зона перекрывает нормальную зону кристалла, но когда z велико, эти две зоны совершенно разделены и амплитуды волновых функций нормальных кристаллических состояний становятся на поверхностных атомах исчезающе малыми. Данное положение представляет интерес, поскольку означает, что по отношению к внешним взаимодействиям кристалл ведет себя как двумерный слой атомов, электронная структура которого описывается зоной поверхностных состояний. [c.385]

При анализе кристаллической структуры используют то обстоятельство, что рентгеновские лучи (с длиной волны Х), проходящие через кристалл, отражаются от внутренних двумерных решеток кристалла, состоящих [c.131]

Свойства кристаллических продуктов плазмохимических реакций во многом зависят от процесса формирования их структуры при конденсации и кристаллизации. Если новое вещество синтезируется в газофазной реакции, то через некоторое время парциальное давление слаболетучего вещества Р превышает его равновесное давление Ро, в результате чего возникают зародыши конденсированной фазы. Пересыщение пара снижается вследствие зародышеобразования или роста кристаллов. При достаточно быстром охлаждении системы пересыщение увеличивается и, как следствие, происходит спонтанная объемная конденсация. Решение кинетической задачи конденсационного роста (испарения) микрочастицы в собственном паре при произвольном перепаде температур приведено в работах 39, 40]. В зависимости от степени пересыщения и вязкости системы будет изменяться положение максимумов скоростей появления двумерных и трехмерных зародышей. На графике (рис. 2.18) можна выделить две метастабильные области, в которых спонтанная кристаллизация невозможна. В области малого пересыщения С< С ) трехмерные зародыши не возникают в силу большой работы их образования. Здесь возможен лишь рост имеющихся зародышей. Высокой степени пересыщения соответствует большая вязкость системы лимитирующей стадией процесса является диффузия вещества к центрам кристаллизации. В связи с этим рост кристаллов затруднен и вещество преимущественно расходуется на зарождение центров кристаллизации без дальнейшего их роста (С>С2). В области С < С <. С2 происходит одновременное протекание двух процессов образование новых центров кристаллизации и рост возникших прежде полученный продукт имеет полидисперсную структуру. Распределение частиц по размерам отличается от нормального закона ввиду различного характера их возникновения при малых и больших величинах пересыщения. [c.118]

На рис. 6.5 представлена типичная рентгенограмма кристаллического белка. Дифракционная картина представляет собой набор пятен, образующих регулярную двумерную решетку. Легко заметить, что существует определенная симметрия в характере расположения пятен на рентгенограмме. Рентгенограмму получают следующим образом небольшой кристалл белка в определенной ориентации помещают на пути тонкого пучка монохроматических рентгеновских лучей. При прохождении через кристалл лучи рассеиваются и попадают затем на фотопластинку, помещенную за кристаллом. Приведенная на рис. 6.5 картина представляет собой двумерную решетку, поскольку фотография была сделана в одной плоскости, в то время как сам кристалл является трехмерным. Сопоставляя дифракционные картины на фотографиях, сделанных в. различных плоскостях, можно составить представление о пространственной структуре молекулы. Имея серию рентгенограмм, подобных приведенной на рис. 6.5, можно измерить интенсивность рефлексов и расстояния между ними, что позволяет при соответствующей математической обработке этих данных построить карты электронной плотности. Такие карты в известном приближении характеризуют общую конформацию молекулы и позволяют при более-точном анализе выяснить расположение в пространстве каждого тяжелого атома в молекуле белка (при условии, что известна его аминокислотная последовательность). [c.186]

СОСТОЯНИЯ можно установить, если поверхностное натяжение (межмолекулярные силы в противоположность кинетическим силам) данной фазы достаточно высоко, чтобы определять постоянный объем этой фазы (кристаллической плп жидкой). Кристаллы существуют, когда температура достаточно низка, а давление достаточно велико, чтобы повторяющаяся элементарная ячейка представляла нанболее вероятное расположение молекул. При более высоких температурах п (плп) более пизких давлениях энтропийные эффекты приводят к фазам, пе обладающим достаточно упорядоченной структурой (к текучим фазам). (Следует, однако, помнить, что существуют жидкие кристаллы, в которых все же обнаруживаются одно- или двумерные структуры.) Уместно напомнить, что поверхностное натяжение можпо измерить только тогда, когда имеется поверхность, т. е. п в данном случае ясно, что газы и жидкости различимы лишь при совместном присутствин. [c.134]

ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, переход в-ва из ионизиров. состояния в р-ре или расплаве в кристаллическое в результате электрохим. р-ции. Лежит в основе всех процессов электроосаждения металлов, а также формирования слоев оксидов и труднорастворимых соед. на аиоде (напр., при образовании электролитич. защитно-декоративных покрытий, в произ-ве хпм. источников тока). Отличается от обычной кристаллизации из пара или р-ра тем, что построе-ншо кристаллич. структуры предшествует перенос заряда с электрода на ион или оба этн акта протекают одновременно. Возникновение зародышей новой фазы при Э. требует определ. пересыщения, к-рое определяется перенапряжением на электроде. Чем выше перенапряжение, тем большее число зародышей возникает в единицу времени на данной площади. Зародыши разрастаются в результате послойного роста граней. Процесс может идти с образованием двумерных зародышей илн по закону слоисто-спирального роста на винтовых дислокациях (см. Рост кристаллов). В результате линейного роста кристаллов происходит их слияние с образованием сплошного слоя электролитич. покрытия. [c.698]

С другой стороны, в 1927—1928 гг. Косселем и Странским был развит молекулярно-кинетический подход к рассмотрению кристаллизационных явлений. Важную роль в их теории играет так называемое положение на половине кристалла . Это положение является самовоспроизводимым если кристалл достаточно большой, то присоединение или отрыв одной частицы от этого полонгеиия не вызывает никаких изменений — ни геометрических, ни энергетических. При равновесии с окружающей средой вероятности присоединения и отрыва от положения на половине кристалла равны между собой и работа отрыва одной частицы равна энергии решетки кристалла (на одну частицу). Эти свойства положения полукристалла превращают его в своеобразный эталон сравнения вероятностей элементарных процессов отрыва и присоединения и к другим местам на поверхности кристалла. Таким образом, из данных определения работ отрыва частиц при различных их положениях на кристаллической поверхности выявились важные следствия о структуре разного типа кристаллографических граней как в состоянии равновесия, так и при их росте или растворении, т. е. была создана наглядная полуколичественная картина всего процесса кристаллизации. Из нее следует, что рост плотпоупакованных граней кристалла энергетически затруднен из-за необходимости предварительного образования стабильных в отношении дальнейшего роста двумерных комплексов. Однако на этом этапе внутренняя связь между трактовками Косселя — Странского и Фольмера оставалась невыясненной. [c.5]

Вряд ли следует удивляться разнообразию кристаллических структур с Н-связями. Хотя молекулы и располагаются таким образом, чтобы кислотные и основные группы находились поблизости друг от друга, размеры и форма остальных частей молекулы также влияют на упаковку. Геометрические основы кристаллохимии были в общем виде рассмотрены в серии статей Уэллса, причем одна из них специально посвящена структурам с Н-связями [2152]. Очень ценной является также классификация кристаллов с Н-свя-зями, предложенная Уббелоде и Гэ.тлафером [2068], которая основана на геометрических соображениях. В этих работах отмечается существование образованных Н-связями одномерных цепей (например, метанол [2006], муравьиная кислота [949]), двумерных слоев (например,у-хинол, капролак-там, 4,4 -диоксидифенил) и многих типов пространственных сеток, начиная с простых тетраэдрических конфигураций в галогенидах аммония и кончая такими интересными структурами, как спирали (например, мочевина) и соединения включения с Н-связями (например, соединения включения [c.226]

Современная трактовка изоморфизма как проблемы строения дефектного кристалла позволяет считать частично (аномально) изоморфные системы проявлением доменного (блочного) изоморфизма. В них стирается граница раздела между двумя различными кристаллическими фазами, находящимися в структурно обусловленной закономерной ориентировке. В книге описывается только наиболее хорощо изученное двумерное проявление такого изоморфизма — сме-шаннослойность, широко распространенная в слоистых структурах силикатов. Случаи смешанноценности и смешанноблочности, встречающиеся в структурах биополимеров и силикатов, не разбираются. (Прим. ред.) [c.259]

Джермер применил этот метод для исследования адсорбиро-ванньЬс газов и нашел два типа адсорбции. Один из них соответствовал мономолекулярному слою, расположенному на поверхности никеля и обладающему кристаллической структурой, подобной параллельному слою атомов никеля, но с расстоянием между атомами газа вдвое большим, чем между атомами никеля. При 150 С газ, покрывающий кристалл мономолекулярным слоем, не давал дифракционной картины. Это значит, что при 150° С мы находимся выше точки плавления двумерного газового кристалла. Другой тип газовой адсорбции сопровождался заметным ослабление.м дифракционной картины самого никеля. Это ослабление было объяснено тем, что поверхность кристалла покрывалась многочисленными слоями атомов газа. Это соответствует естественному обычному состоянию кристалла в вакууме. Нагревание кристалла до 900° С сопровождалось полным удалением всего газа с поверхности. Новое образование полимолекулярного адсорбционного слоя происходило в yMepemiOM вакууме через несколько часов, а в хорошем вакууме постепенно через много дней. [c.75]

Кристаллография. Для тех, кто хочет изучить кинетику роста кристалла, необходимо знание элементарной кристаллографии и кристаллических структур. Краткие сведения но этому вопросу приводятся в большинстве учебников физической химии, например, в учебнике Глестона [Glasstone, 1940]. Особо надо упомянуть Введение в химическую физику Слетера [Slater, 1939], где рассмотрены структуры многих распространенных типов кристаллов. Отметим также I главу Физики твердого тела Киттеля [Kittel, 1962], где дается введение в кристаллографию на примере двумерных кристаллов. [c.14]

Первые данные о кристаллической структуре оксипролина получены Зуссманом [120, 121] в 1951 г., однако они не были достаточно точны, так как все исследование основывалось на двумерных наборах интенсивностей. Более тщательное изучение структуры проведено Доною и Трубладом в 1952 г. [122]. Использованные ими для рентгеновской съемки кристаллы были выращены из насыщенного раствора оксипролина в 95%-ном этиловом сиирте [c.130]

Отметим, что при переходе к двумерным и трехмерным кристаллическим системам необходимо заменить скалярные величины и ка на векторы (в реальном пространстве х, у, г) и векторы к (в обратном пространстве). В этом случае в показателях мнимых экспоненциальных множителей в уравнении (1.4) вместо произведения двух скалярных величин каКт) появится скалярное произведение (к соответствующих векторов. Следует, однако, отметить, что подобные преобразования вызовут лишь некоторые дополнительные математические сложности, но никак не повлияют на физическую суть излагаемых далее полуэмпири-ческих подходов к описанию зонной структуры кристаллов (см. подразд. 1.3). [c.12]

Молекулы родопсина образуют в клеточной мембране плоскую кристаллическую рещетку, подобную двумерному кристаллу. Сочетание методов электронной микроскопии низкой интенсивности и малоуглового рассеяния электронов позволило определить трехмерную структуру белка и его ориентацию в мембране с разрещением 0,7 нм. Последний метод аналогичен рентгеноструктурному анализу, который используется для получепия трехмерных кристаллов растворимых белков. Изучение бактериородопсипа показало, что его молекула состоит из семи а-спиралей (каждая из которых содержит около 25 аминокислотных остатков), плотно упакованных друг с другом (рис. 6-31). Эти спирали пересекают линейный бислой примерно под прямым углом к плоскости мембраны. Весьма возможно, что протоны проходят через мембрану при участии хромофора по сопряженной системе боковьгх цепей а-спиралей, однако детальные механизмы этого процесса еще неизвестны. [c.370]

Существуют системы, в которых дырчатые решетки А с расстояниями, соответствующими кристаллам АВ, сохраняются сколько угодно долго и требуются сильные воздействия для их изменения. Таких случаев в настоящее время известно немало также среди органических веществ, в частности средп полимеров. Особенно интересны алюмосиликатные цеолиты с различным соотношением содержания алюминия и кремния. Они теряют свою воду, образуя кристаллические структуры с различным раз1мером окон и полостей для А, X, и других форм. Это приводит к образованию целой гаммы скелетных устойчивых структур, обладающих необычным поверхностным строением и физико-химическими свойствами. На стенках их окоп и пор появляется несколько типов бренстедовских и льюисовских кислотных центров, часть которых не имеет полных аналогов ни у молекул, ни у массивных кристаллов. Необычно ведут себя вводимые в цеолиты ионы переходных, легко восстанавливаемых металлов N1, Со, Си и т. д. Они приобретают сильно повышенную устойчивость к восстановителям и в широких пределах сохраняются в виде изолированных ионов, не переходя ни в атомное, ни в металлическое состояние. Это нечто среднее между поверхностными двумерными соединениями металлических ионов и их твердыми растворами. [c.171]

Рис. 9-31. Относительные размеры и форма цитохромоксидазного комплекса и ближайших звеньев дыхательной цепи-донора и акцептора электронов. Грубое трехмерное изображение структуры комплекса было получено на основе изображений, которые дают двумерные кристаллы (кристаллические слои) при исследовании их в электронном микроскопе под разными углами.

Двумерные упорядоченные структуры, такие, как тонкие кристаллы или кристаллические мембраны, исследуют с помошью электронного микроскопа. Для одного и того же образца можно получить и картину электронной дифракции, и прямое изображение. Для оценки фаз структурных факторов это изображение подвергают преобразованию Фурье. Совместно с амплитудами, полученными из дифракционных данных, эти фазы используют при синтезе Фурье, результатом которого является детальный портрет структуры, полуденный с высоким разрешением. [c.450]

В связи с этим и исходя из новых физических представлений о воде как гетерофазной ион-кристаллической системе под термином активация следует понимать процесс изменения структурно-физических, энергетических и магнито-электрических свойств гетерофаз связанного состояния вещества (гетерофаза - метастабильная фаза с двумерной организацией структуры) в составе жидкофазных систем, включая воду, водные растворы, жидкие кристаллы, аморфные материалы, полимеры и металлы под действием физических полей. [c.353]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология