Квазикристаллы

Выбранный авторами стиль изложения, который мало приемлем (или просто неприемлем) в специализированной литературе, оказывается эффективным для быстрого знакомства с широким кругом явлений на современном уровне. Благодаря этому удалось затронуть или даже подробно обсудить следующие темы (выбранные произвольно, чтобы продемонстрировать их разнообразие) колебательные спектры молекул, строение полиэдрических и полициклических молекул, концепцию отталкивания электронных пар валентной оболочки (ОЭПВО), эффект Яна-Теллера, координату реакции, теорию плотнейшей упаковки, квазикристаллы с некоторыми признаками симметрии пятого порядка. Чаще всего используется такая схема при введении новых понятий даются самые общие и элементарные сведения с ссылками на литературу обзорного характера, далее уровень изложения быстро повышается, становясь более специализированным, и авторы уже ссылаются на узкоспециальные журнальные статьи, преимущественно вышедшие за последние 10-15 лет. Особенно это заметно на примере гл. 3, материал которой наиболее близок к научным интересам авторов. [c.6]

Найден особый тип И., в к-рых отсутствует трансляционная симметрия кристалла, поскольку существует ось симметрии 5-го порядка. Эти соед. наз. квазикристаллич. (см. Квазикристалл), или икосаэдрическими. Впервые такое соед. было получено как метастабильная фаза в системе А1-Мп при содержании ок 16 ат.% Мп в условиях закалки из жидкого состояния. Для ряда сплавов в области концентраций, где образуются И, в условиях большой скорости охлаждения расплава пол>т)ают метастабильные аморфные фазы, или металлич. стекла (напр., в системах Си-7г, №-Т1). Аморфные И. возможно получить также при конденсации из пара, сильной деформацией смеси порошков, при ионной имплантации или путем радиац. воздействия на И. [c.247]

Одна из наиболее разработанных теорий образования центров кристаллизации основывается на предположении, что в пересыщенных растворах всегда существуют субмикроскопические зародыши, которые находятся с раствором в состоянии равновесия. Эти зародыши имеют статистическую природу и могут не только образовываться, но и распадаться под воздействием теплового движения структурных частиц раствора. Увеличение пересыщения сверх метастабильного состояния приводит к возрастанию размеров таких квазикристаллов и увеличению вероятности их роста. Зародыши укрупняются и выходят из равновесного состояния, после чего наступает быстрая кристаллизация во всем объеме раствора. [c.136]

Известный пример расслоения коллоидных растворов - явления коацервации. Аналогом равновесия кристалл-раствор может быть равновесие периодичного квазикристалла, образованного частицами латекса, с аморфным раствором латекса. Другой, более отдаленной аналогией может служить равновесие набухший монтмориллонит-раствор. [c.19]

Бернал и Фаулер предложили также чисто описательное объяснение диэлектрических свойств жидкой воды, основанное на предположении о переориентации присутствующих в ней неопределенных квазикристаллов под действием внешнего поля. Внутри квазикристаллических областей Н-связи более или менее упорядоченно ориентированы таким образом, что не происходит взаимной компенсации дипольных моментов. Это приводит к большой величине диэлектрической постоянной. Температурные изменения е можно связать с изменениями относительного содержания трех типов структур в воде. [c.25]

Обозначим через и% (I) колебательное смещение /-го атома квазикристалла в Х-м направлении. Тогда в линейном по и приближении [c.95]

Здесь аь есть среднее по неоднородному ансамблю квазикристаллов значение локальной частоты [c.99]

В классическом пределе /2< l как (18), так и (17) имеют одинаковую (—зависимость от температуры. При более же низких температурах, когда ov/2 1, дисперсия (18) зависит от Т более сложным образом, который определяется распределением частот квазикристалла. Во всяком случае, эта зависимость не совпадает с функцией th ( Q/2), которой иногда пользуются в литературе (см., например, [14]). Кроме того, выражение (18) в отличие от (17) зависит от растворителя посредством параметра 1Л. = 1 (2 <4(0)/ у)<г) даже в классическом [c.103]

Стохастическая компонента движения х ( ) соответствует низкочастотным колебаниям квазикристалла (с частотами йт). Для этих колебаний кинетическая энергия, представляемая первым слагаемым в левой части уравнения (27), значительно (в — Q QY раз) меньше второго слагаемого, и поэтому ее можно опустить. В результате для стохастической компоненты х получим [c.107]

Симметрийные подходы, несомненно, будут играть важную роль в развитии, намеченном выше. Факты, выходящие за рамки идеальной системы, уже стали появляться [33]. Сравнительно недавно появилась электронографическая работа, посвященная исследованию метастабиль-ного твердого тела с дальним ориентационным порядком, но с икосаэдрической точечной группой [33а], вместе с теоретической статьей [336] о симметрии промежуточного состояния между кристаллом и жидкостью, называемого квазикристаллом с квазипериодической решеткой. Таким образом, запрещенная симметрия не только была построена теоретически (см. рис. 9-23 и 9-24) [26], но и найдена в реальном эксперименте. Приведем подборку заголовков статей и комментариев, незамедлительно появившихся в печати, чтобы продемонстрировать важное значение сделанного открытия [ЗЗв] Предлагаемая теория нового вида вещества ( Нью-Йорк тайме ), Идем к пятерной симметрии ( Нейчур ), ЗапрещеР1ная пятерная симметрия [c.439]

КВАЗИКРИСТАЛЛ (от лат. quasi - нечто вроде, как будто и кристалл), особый тип упаковки атомов в твердом в-ве, характеризующийся икосаэдрической (т. е. с осями 5-го порядка) симметрией, дальним ориентационным порядком и отсутствием трансляционной симметрии, присущей обычному кристаллическому состоянию. Квазикристаллич. упаковка атомов была открыта в быстро охлажденном металлическом сплаве AI Mn (1984) и затем обнаружена в системах Al-Fe, Ni-Ti и др. Обычные кристаллы обладают трехмерной периодичностью в расположении атомов, исключающей возможность существованил осей симметрии 5-го порядка. В аморфном (стеклообразном) состоянии возможны локальные группировки атомов с икосаэдрич. симметрией, но во всем объеме аморфного тела нет дальнего порядка в расположении атомов-ни трансляционного, ни ориентационного. К. может рассматриваться как промежут. тип упорядоченности атомов между истинно кристаллическим и стеклообразным. [c.361]

Рис. 1. Двухмерная модель квазикристалла (выделены десятяуголь-кики)

Пересыщение раствора неустойчиво. При увеличении пересыщения раствора сверх некоторого предела наступает самопроизвольная кристаллизация. Это происходит потому, что с увеличением пересыщения резко возрастает степень ассоциации частичек растворенного вещества и образуются квазикристаллы определенных размеров. Такие квазикристаллы, хотя и могут достигать размеров коллоидных частиц, существуют кратковременно, распадаясь под воздействием тепловых движений в одних местах и одновременно возникая в других точках раствора. Когда степень пересыы1ения раствора достигает больших значений, находящиеся в нем квазикристаллы, выросшие до некоторого предельного размера, начинают выполнять функции зародышей кристаллизации. [c.360]

Тип хим. свяэи между атомами в К. определяет мн. их св-ва. Ковалентные кристаллы имеют высокую твердость, малую электрич. проводимость, большие показатели преломления. Металлические кристаллы хорошо проводят электрич. ток и тепло, пластичны, непрозрачны. Мол. К. легкоплавки. Более низкую атомную упорядоченность, чем К., имеют жидкие кристаллы, в-ва в аморфнам состоянии, недавно открытые квазикристаллы, полимеры, жидкости. [c.539]

Сцент-Дьердьи в свое время предложил гипотезу сокращения, основанную иа квантовой миграции энергии по квазикристалли-ческой сетке воды, окружающей миозин. Эти идеи полностью спекулятивны. Много позднее Мак-Клэйр вновь обратился к рассмотрению резонансного переноса молекулярной энергии в [c.402]

Из простейших моделей жидкости наибольшее распространение получили теории свободного объема и квазикристалли-ческая. Теория свободного объема основывается на ячеечной модели твердого тела. Здесь предполагается, что каждая молекула движется независимо от 43 других в некоторой ячей- [c.298]

У натриевых стекол поликонденсация приводит к образованию линейных и циклических полисиликат-ионов вода встроена в эти структуры за счет водородных связей. В результате вся система структурирована. Это состояние трактуется как квазикристалли-ческое, что, на наш взгляд, не очень удачно, поскольку выделяющаяся твердая фаза обычно бывает аморфной. Ближе к сути дела представления с учетом подхода Ефремова о предколлоид-ном состоянии таких растворов. [c.32]

Во многих упомянутых исследованиях с достаточной определенностью установлены условия, при которых происходит фиксация частиц на ближних или дальних расстояниях, хотя величина последних определялась расчетным путем с некоторым приближением. Вместе с тем известен обширный класс периодических коллоидных структур (ПКС), в которых дисперсные частицы фиксированы относительно друг друга на дальнем расстоянии. К таким ПКС относятся слои Шиллера, тактоиды, некоторые гели и гелеобразные осадки, тиксотропные пасты, колонии вирусов и бактерий [62—65]. Из монодисперсных сферических частиц, обладающих изотропным силовым полем, при наличии достаточно высокого энергетического барьера возникает правильная квазикристалли-ческая решетка [7, 12, 66]. При осаждении частиц из таких объемных ПКС в осадке образуются при подходящих условиях двумерные ПКС [67], которые нередко наблюдаются при микроскопических и электронно-микроскопических исследованиях (рис. 1). Такие коллоидные структуры с помощью электронной микроскопии обстоятельно изучаются в последнее время Дист-лером [68]. На поверхности жидкости модельные двумерные структуры исследовал Шуллер [69]. [c.132]

Расчет К- П. Мищенко и А. М. Сухотина, в отличие от Бернала и Фаулера, не связан непосредственно с представлениями о квазикристалли-ческой структуре воды. Действительно, кристаллическая структура воды или любого другого растворителя может существовать лишь вблизи температуры его кристаллизации. Если же рассматривать растворитель в более широком интервале температур, то трудно говорить об его определенной структуре. Поэтому преимущество метода Мищенко и Сухотина состоит в том, что расчет энергии гидратации не зависит от представлений о структуре воды. При подсчете энергетических эффектов отдельных стадий, из которых состоит процесс гидратации, Мищенко и Сухотин, в отличие от Бернала, Фаулера и других исследователей, исходят из ди-польной, а не трехпольной модели молекул воды. Они представили следующую схему процесса гидратации. Молекулы воды испаряются в вакуум. В вакууме происходит гидратация иона молекулами воды. Затем, ион вместе со своей гидратной оболочкой из вакуума переносится в раствор. Это вызывает ряд дополнительных процессов, которые учитываются при расчете. [c.204]

Заметим прежде всего, что утрата когерентности движением А-..В в растворе в решающей степени обязана взаимодействию осциллятора Va(AH-- -B) с такими движениями среды, частоты которых наиболее близки или совпадают с частотой Q колебания связи АН - - - В. В жидкостях к таковым относится самый быстрый тип движений — межмолекулярные колебания. Характерные частоты Ода таких колебаний во многих жидкостях лежат в низкочастотной ИК-области. Например, в широко используемом растворителе G I4, согласно данным далекой ИК-спектроскопии, частоты межмолекулярных колебаний сосредоточены в области 20—70 см [9]. Обычные же значения частоты Q колебания V0 (АН - - - В) — это 100—150 см , и поэтому естественно считать, что в жидкости осциллятор АН---В становится стохастлчным именно благодаря его взаимодействию с межмолекулярными колебаниями. Для описания таких колебаний в окрестности водородосвязанного комплекса удобно воспользоваться квазикристалли-ческой моделью жидкости. [c.91]

Потенциальная энергия квазикристалла, являющаяся частью Пд, записывается в терминах смещений атомов из их равновесных поло кений в квазикристалле. На самом деле, благодаря переориентациям молекул и их трансляциям на большие расстояния гамильтониан квазикристалла явно зависит от времени на временных промежутках, масштаб которых определяется величиной времени жизни квазикристалла т. Однако если характерное время установления термического равновесия в квазикристалле (т. е. время колебательной релаксации в нем) много короче его времени жизни т, то эта явная временная зависимость может быть учтена с помощью проведения усреднения Ау(...) в (3) в два этапа. Сначала следует провести усреднение но сравнительно быстрым межмоле-кулярным колебаниям при фиксированных (квазиравновесных) положениях молекул, окружающих водородосвязанный комплекс, а затем полученный результат — по более медленным флуктуациям ближнего окружения комплекса. На первом этапе можно воспользоваться больцмановской матрицей плотности с гамильтонианом (4). Усреднение яге по медленным флуктуациям благодаря предположению, что Г т" , можно рассматривать как усреднение по квазистатическому (неоднородному) разбросу геометрических и колебательных характеристик квазикристаллов в растворе. [c.93]

Примем теперь во внимание, что водородная связь является наиболее сильным видом межмолекулярной связи, вследствие чего частоты осцилляторов (АН В) заметно превышают типичные частоты межмолекулярных колебаний ординарных жидкостей, т. е. m, что обычно и наблюдается. Благодаря этому обстоятельству частотный спектр квазикристалла, включающего в себя водородосвязанный комплекс, состоит не только из плотной группы мод, сосредоточенных вокруг частоты но и из локальной моды с частотой, расположенной выше частот этой группы. Частота локальной моды юх, превышает также и частоту свободного комплекса Й благодаря упругому взаимодействию осциллятора Vo (АН В) с окружением. Будучи коллективной модой квазикристалла, локальная мода тем не менее соответствует в основном колебаниям фрагментов А и В один относительно другого, в то время как остальные молекулы вследствие несовпадения частот их колебаний с частотой соь лишь в малой степени вовлечены в локальное колебание. [c.97]

Таким образом, профиль полосы поглощения Т8(АН)-коле-бання в квазикристаллической модели жидкости является результатом перекрывания последовательности равноотстоящих колебательных сателлитов с расстоянием (Оь между ними. Сателлиты порождены когерентной (соответствующей локальной моде) компонентой процесса х t). Каждый сателлит уширен как благодаря стохастической низкочастотной составляющей процесса х t), так и благодаря неоднородному разбросу квазиравновесных длин А - - В и частот аь в растворе. Для того чтобы найти форму к-го сателлита, необходимо знать вид функций Ф t) и Фг (1), фигурирующих в (13). В общем случае их временная зависимость определяется структурой колебательного спектра квазикристалла вид этого спектра, вообще говоря, неизвестен. Однако в том [c.99]

Величина (бсон ) есть франк-кондоновский сдвиг частоты, произошедший от плотного множества частот квазикристалла. Он равен [c.100]

Смотреть страницы где упоминается термин Квазикристаллы: [c.128] [c.361] [c.361] [c.587] [c.613] [c.647] [c.97] [c.101] [c.110] [c.170] [c.403] [c.78] [c.92] [c.93] [c.94] [c.95] [c.96] [c.96] [c.97] [c.102] [c.104] [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология