موارد فوق به ما اجازه می دهد تا تعریف زیر را از مفهوم "ساختار کریستالی" ارائه دهیم. ساختار کریستالی ساختاری است که با آرایش منظم ذرات در نقاط کاملاً مشخص در فضا که یک شبکه کریستالی را تشکیل می دهند مشخص می شود. این ترتیب به ما اجازه می دهد تا به طور تجربی و تئوری ساختار حالت جامد و پدیده های مرتبط با ماهیت نیروهای برهمکنش در اجسام کریستالی را مطالعه کنیم.

هر کریستال یک ویژگی دارد ناهمسانگردیو درجه حرارت انتقال به حالت مایع. بلورها با تقارن خارجی در آرایش ذرات مشخص می شوند که با حضور سه عنصر تقارن بیان می شود: مرکز، محور و صفحه تقارن. مرکز تقارن -نقطه ای که تمام خطوط مستقیم را که سطوح بیرونی کریستال را به هم وصل می کند و در هر جهتی از طریق آن کشیده شده است به نصف تقسیم می کند. صفحه تقارنکریستال را به دو قسمت مرتبط با یکدیگر تقسیم می کند، مانند یک جسم به تصویر آینه ای خود. محور تقارن- این خطی است که هنگام چرخش در اطراف آن با یک زاویه خاص، موقعیت جدید کاملاً با حالت قبلی مطابقت دارد. هر چه عناصر تقارن بیشتر باشد، تقارن خارجی کریستال بیشتر می شود. یک شکل کاملا متقارن یک توپ است.

در حال حاضر، کل انواع اشکال کریستالی با ترکیب عناصر تقارن (سیستمی) به هفت نوع منظم (مکعبی)، مثلثی، شش ضلعی، چهارضلعی، لوزی، تک کلینیک و تری کلینیک کاهش می یابد. جدول 3.2. طبقه بندی کریستال ها بر اساس سیستم داده شده است.

جدول 3.2. طبقه بندی کریستال ها بر اساس سیستم

کریستال های سیستم پایین با تقارن کمتر مشخص می شوند. بلورهای یک دسته سیستم بالاتر، شکل کامل تری از شبکه بلوری دارند و بنابراین، در شرایط خاصی از وجود پایدارتر هستند.

بسیاری از مواد در حالت کریستالی با پلی مورفیسم، یعنی توانایی یک ماده برای وجود چندین ساختار کریستالی با خواص مختلف. چند شکلی مواد ساده نامیده می شود آلوتروپی. تغییرات چند شکلی کربن (الماس، گرافیت)، کوارتز (α-کوارتز، β-کوارتز)، آهن، تنگستن و غیره شناخته شده است.

اگر دو ماده مختلف ساختار بلوری یکسان، فرمول شیمیایی مشابه داشته باشند و از نظر اندازه ذرات تشکیل دهنده آنها تفاوت زیادی نداشته باشند، می توانند کریستال های مخلوط را تشکیل دهند. چنین موادی هم شکل نامیده می شوند و توانایی آنها برای تشکیل کریستال های مختلط ایزومورفیسم نامیده می شود. به عنوان مثال: بلورهای کائولینیت Al 2 O 3 از نظر ترکیب و ساختار مشابه هستند، اما از نظر خواص متفاوت هستند. 2 SiO2. 2H 2 O، پیروفیلیت Al 2 O 3. 4SiO2. 2H 2 O و مونتموریلونیت Al 2 O 3. 4SiO2. 3H2O.

کریستال های واقعی در فعالیت‌های عملی خود، با کریستال‌های واقعی سروکار داریم که با اختلالات (نقایص) شبکه کریستالی، که در نتیجه تغییرات در شرایط تعادلی رشد بلور، جذب ناخالصی‌ها در حین تبلور و همچنین تحت تأثیر قرار می‌گیرند، با بلورهای ایده‌آل تفاوت دارند. تأثیر انواع مختلف تأثیرات خارجی.

ساختار آمورف

ساختار آمورف یکی از حالات فیزیکی جامدات است.مواد آمورف با دو ویژگی مشخص می شوند. اولاً، خواص چنین موادی در شرایط عادی به جهت انتخابی بستگی ندارد، یعنی. آنها - همسانگرد. ثانیاً با افزایش دما، ماده بی شکل نرم شده و به تدریج به حالت مایع تبدیل می شود. نقطه ذوب دقیق در دسترس نیست.

مشترک در حالت های کریستالی و بی شکل مواد، عدم حرکت انتقالی ذرات و حفظ تنها حرکت نوسانی آنها در اطراف موقعیت تعادل است. تفاوت بین آنها وجود یک شبکه هندسی منظم در کریستال ها و عدم وجود نظم دوربرد در آرایش اتم ها در مواد بی شکل است.

حالت آمورف یک ماده، در مقایسه با حالت کریستالی، همیشه پایدارتر است و دارای منبع انرژی داخلی اضافی است. در این راستا، تحت شرایط خاص، انتقال از حالت آمورف به حالت کریستالی خود به خود رخ می دهد.

جامدات در حالت آمورف را می توان از دو طریق بدست آورد. راه اول سرد شدن سریع مذاب مواد کریستالی، عمدتاً ساختار یونی و کووالانسی است. نمایندگان معمولی چنین اجسام آمورف شیشه های سیلیکات، قیر، رزین و غیره هستند.

راه دوم پراکندگی ساختارهای کریستالی است. در نتیجه پراکندگی اجسام کریستالی، پراکندگی های آمورف شده به شکل کلوئید و محلول تشکیل می شوند. با فروپاشی یا متراکم شدن، پراکندگی ها حالت تجمع خود را تغییر می دهند. به عنوان مثال، محلول های فوق اشباع می توانند ژل شوند و پلیمری تشکیل دهند یا متبلور شوند.

مواد آمورف به ویترویدها (شیشه ها)، سیستم های پراکنده و پلیمرها تقسیم می شوند.

ویتروئیدها- اینها جامدات در حالت آمورف با ساختار شیشه ای هستند. همانطور که قبلا ذکر شد، شیشه ها در نتیجه خنک شدن سریع، عمدتا از مذاب سیلیکات تشکیل می شوند. خنک شدن سریع از ایجاد یک ساختار منظم جلوگیری می کند. به خصوص اگر مولکول ها حجیم و سرعت خنک شدن آن بالا باشد.

سخنرانی 10

ساختار جامدات. اصول توصیف ساختارهای کریستالی

بیشتر مواد اطراف ما در حالت جامد هستند. برخی از جامدات براق هستند و می توانند در هنگام سرد تغییر شکل دهند - آنها به عنوان طبقه بندی می شوند فلزاتبرخی دیگر کریستال هایی با صورت کریستالی منظم و سطوح برش شفاف هستند، برخی از آنها به عنوان طبقه بندی می شوند. نمک ها،یا کریستال های یونی،و برخی به کریستال های کووالانسیتعدادی دیگر از جامدات نرم هستند و بسیاری از خواص مولکول های گازی را که از آن متراکم شده اند حفظ می کنند. اینها کریستال های مولکولی هستند.

ساختار بلوری مشاهده شده جامدات (آرایش اتم ها در یک سلول واحد) با موقعیت حداقل انرژی سیستم به عنوان تابعی از مختصات مراکز اتم ها تعیین می شود. به طور کلی، این کمینه سازی به محاسبات شیمیایی کوانتومی برای مجموعه ای از موقعیت های اتمی ممکن نیاز دارد و بنابراین یک روش ریاضی نسبتاً پیچیده است. با این حال، در تعدادی از موارد (با نیروهای غیراشباع غیر جهت دار فعل و انفعالات بین اتمی - در کریستال های صرفا یونی، واندروالس یا فلزی)، اگر اتم ها را به عنوان توپ های صلب با ویژگی های مشخصی در نظر بگیریم، می توان به طور قابل توجهی توضیح ساختار بلورها را ساده کرد. (ویژگی یک اتم معین در یک حالت بار معین برای نوع معینی از برهمکنش بین اتمی) شعاع. این رویکرد، علی‌رغم تقریب آشکار آن، همانطور که قبلا نشان داده شد، برای کریستال‌های با پیوندهای یونی و واندروالسی می‌تواند با افزایش شدید انرژی دافعه متقابل زمانی که اتم‌ها به همدیگر نزدیک می‌شوند تا حالت همپوشانی محسوس پوسته‌های الکترونیکی و کوچکی این انرژی در فواصل بین اتمی بزرگ.

جامدات، بر خلاف مواد مایع و گاز، با مقاومت در برابر تغییر شکل برشی مشخص می شوند، که به ماده اجازه می دهد تا شکل خود را تحت تأثیر نیروهای خارجی حفظ کند. این ویژگی ارتباط نزدیکی با ماهیت دوربرد برهمکنش بین اتمی دارد که منجر به آرایش منظمی از ذرات (اتم ها، مولکول ها یا یون ها) می شود که یک جامد را می سازند. حداکثر درجه سفارش - سفارش دوربردیعنی تکرار اکیداً دوره‌ای آرایش صحیح ذرات در هر نقطه از جسم جامد در کریستال‌ها انجام می‌شود، در حالی که جامدات آمورف فقط مشخص می‌شوند. نزدیک ترسفارش 1- آرایش منظم ذرات در فواصل بیش از چند بین اتمی. در نتیجه، انتقال جامدات آمورف به حالت مایع، بر خلاف کریستال ها، به طور مداوم اتفاق می افتد و از این نظر، اجسام آمورف (مثلا شیشه ها) گاهی اوقات به عنوان مایعات فوق سرد در نظر گرفته می شوند.

بیایید سه دسته از مواد را در نظر بگیریم: کریستال های مولکولی، کریستال های کووالانسی و فلزات.

شکل 1 نشان می دهد که بلورهای عناصر جدول تناوبی به کدام یک از این کلاس ها تعلق دارند. تنها 15 عنصر وجود دارد که به وضوح بلورهای مولکولی را تشکیل می دهند (بالا سمت راست جدول)، و حدود 70 عنصر فلزی (سمت چپ جدول). بین فلزات و بلورهای مولکولی عناصری وجود دارند که شامل بلورهای کووالانسی و همچنین برخی جامدات هستند که طبقه بندی آنها دشوار است. برخی از عناصر (مانند آرسنیک و آنتیموان) هر دو شکل مولکولی و فلزی دارند. فسفر همچنین بلورهای کووالانسی و مولکولی تولید می کند. این عناصر مرزی به دلیل ماهیت میانی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند و در ادامه به آنها توجه ویژه ای خواهیم داشت.

ترکیبات دو نافلز مختلف همیشه بلورهای مولکولی یا کووالانسی را تشکیل می دهند. ترکیب یک فلز و یک نافلز معمولاً یک کریستال یونی یا کووالانسی را تشکیل می دهد. دو فلز می توانند یک یا چند ترکیب فلزی یا (بیشتر) یک سری محلول فلزی را تشکیل دهند که در آن یک عنصر در عنصر دیگر حل می شود.

نظم ساختار بلورهای غیرفلزی توسط قانون (8-ن) هیوم-روتری،بر اساس آن عدد هماهنگی یک اتم (تعداد پیوندهایی که یک اتم توسط آن به اتم های نزدیک متصل می شود) CN = 8 - ن, جایی که N-شماره گروه در نسخه کوتاه دوره ای جدول تناوبی.

از آنجایی که این قانون مبتنی بر ایده هایی در مورد پایداری یک اکتت الکترونیکی و یک جفت الکترون است که یک پیوند کووالانسی منفرد را انجام می دهد، این قانون فقط برای عناصر زیر گروه های اصلی که از گروه IV شروع می شوند معتبر است.

به عنوان مثال، در بلورهای عناصر گروه 6 (S, Se) CN = 8 - 6 = 2. بنابراین، ساختار شامل مولکول‌های حلقه‌ای (S8 در گوگرد اورتومبیک و تک‌کلینیک) یا زنجیره‌های پلیمری بلند (S¥ در گوگرد پلاستیکی و سلنیوم) خواهد بود. اتم ها در حلقه ها و زنجیره ها توسط پیوندهای کووالانسی به هم متصل هستند و نیروهای واندروالسی بین زنجیره ها و حلقه ها عمل می کنند.

برای کریستال های عناصر گروه VII، CN = 8-7 = 1، که منجر به بلوری متشکل از مولکول های دو اتمی، به عنوان مثال I2 می شود. اتم‌های یک مولکول با پیوندهای کووالانسی به هم متصل می‌شوند و مولکول‌ها توسط نیروهای واندروالسی به شکل کریستال ترکیب می‌شوند.

با این حال، همه بلورهای ابتدایی دارای یک نوع پیوند مولکولی نیستند. مشاهده می شود که فقط در مورد عناصر زیرگروه اصلی IV (به طور دقیق تر، C، Si، Ge) می توان کریستال هایی با پیوندهای منحصرا کووالانسی تشکیل داد، زیرا عدد هماهنگی 4 است که از قانون 8 مشتق شده است - ن, به اندازه ای است که تمام اتم های یک کریستال را با یک شبکه سه بعدی از پیوندهای کووالانسی پیوند دهد. ویژگی اصلی چنین بلورهای ابتدایی تمایل آنها به چندشکلی و در نتیجه تنوع خواصی است که از خود نشان می دهند (شکل 2). اصلاحات پایدار این عناصر، کریستال های کووالانسی با مقادیر بالای ویژگی های مکانیکی (مدول یانگ، مدول برشی، استحکام، سختی) و همچنین نقطه ذوب و جوش بالا هستند. یک مثال معمولی: سیلیکون، در شبکه کریستالی آن (که شبکه الماس نیز نامیده می شود) هر اتم در حالت هیبریداسیون sp3 توسط یک چهار وجهی از اتم های سیلیکون همسایه احاطه شده است. چنین شبکه سه بعدی سفت و سختی از پیوندهای چهار وجهی، پایداری بالایی را برای شبکه کریستالی فراهم می کند. سیلیکون کریستالی دارای نقطه ذوب بالا (1420 درجه سانتیگراد) و نقطه جوش (3300 درجه سانتیگراد)، استحکام استثنایی و مقاومت شیمیایی (نامحلول در آب و محلولهای اسیدی) است.

قبلاً گفتیم که اکثر مواد ساده و پیچیده در شرایط عادی جامد هستند. یکی از مهمترین وظایف شیمی حالت جامد ایجاد رابطه بین ساختار جامدات و خواص آنهاست.

بگذارید این را به شما یادآوری کنم ساختار کریستالی آرایش خاص اتم ها در یک بلور است.این مکان در طول زمان و مکان میانگین می شود و با حداکثر میانگین آماری چگالی الکترون یا هسته ای کریستال مطابقت دارد.

یک شکل ریاضی ایده آل از آرایش اتم ها در یک کریستال، که توسط یک مجموعه توصیف می شود موقعیت های اتمیدر داخل شبکه کریستالیو یکی از 230 گروه های تقارن فضا،مطابقت دارد ساختار ایده آلکاملاً متمایز کنید سازه های سفارش داده شده،که در آن هر موقعیت اتمی کاملاً توسط اتم هایی از همان نوع اشغال شده است و ساختارهای بی نظم،جایی که موقعیت های اتمی وجود دارد که به طور کامل توسط اتم های تک مرتبه اشغال نشده است. جنبه های مختلف ساختار کریستالی در داخل متفاوت در نظر گرفته می شود مدل های ساختارویژگی های محلی ریزساختارهاکریستال ملاقات ساختار واقعیساختار بلوری به صورت تجربی با روش هایی تعیین می شود تحلیل ساختاری

ساختار کریستالی (ساختار داخلی) شکل چندوجهی کریستال (ساختار خارجی) را تعیین می کند.

کریستال یک جسم جامد است که با وجود هر دو دسته کوتاه برد و دوربرد مشخص می شود.این شکل تعادل حالت جامد یک ماده است.

تمام کریستال ها بدون استثنا با ساختار شبکه ای مشخص می شوند. برای تصور چنین شبکه‌ای، فضا را با بسیاری از متوازی‌پایه‌های مساوی، موازی و در امتداد تمام صورت‌ها لمس کنید. ساده ترین نمونه از چنین ساختمانی، سنگ تراشی از آجرهای نزدیک به یکدیگر است. اگر نقاط مربوطه را در داخل هر متوازی الاضلاع (مثلاً مرکز ثقل یا رئوس آنها) انتخاب کنیم، یک مدل بدست می آوریم. شبکه فضاییدر ساختارهای کریستالی خاص، محل گره های شبکه فضایی را می توان توسط اتم ها یا یون های منفرد، یا گروه هایی از اتم ها - مولکول ها پر کرد. خطوط مستقیمی که در امتداد آنها ذرات در شبکه قرار دارند نامیده می شوند در ردیف،و هواپیماهای نشسته با ذرات نامیده می شوند مش های مسطح. شبکه های مسطح، ردیف ها، رئوس مربوط به چهره ها و لبه های کریستال است.

شبکه کریستالی یک آرایش سه بعدی از ذرات ماده (اتم ها، یون ها، مولکول ها) است که یک بلور را تشکیل می دهند.

به طور معمول، هم ارزی جهت مختصات را می توان در قالب بردارهای واحد - مقیاس های a، b، c - در امتداد محورهای مختصات مربوطه X، Y، Z نشان داد.

سه احتمال برای رابطه بردارهای واحد - a = b = c، a = b ≠ c، a 1 تا 1 c - به ما امکان می دهد سیستم های مختصات کریستالوگرافی را به سه گروه - سه دسته از کریستال ها:

· کریستال های بالاترین رده(a = b = c) با هم ارزی کامل محورهای مختصات مشخص می شوند که به دلیل وجود چندین محور مرتبه بالاتر در گروه های تقارن چنین بلورهایی است.

· کریستال های درجه متوسط(a = b ≠ c) با هم ارزی جزئی محورهای مختصات، همراه با حضور تنها یک محور درجه بالاتر در گروه های آنها مشخص می شوند.

· کریستال های درجه پایین(a ≠ b ≠ c) با عدم هم ارزی کامل جهت مختصات مشخص می شوند که با عدم وجود محورهای مرتبه بالاتر در آنها توضیح داده می شود.

با در نظر گرفتن روابط زاویه ای در هر یک از دسته بندی های فهرست شده، می توانیم همه را استخراج کنیم سیستم های مختصات کریستالوگرافی (سیستم ها).

کلاس های تقارن با یک قاب مختصات منفرد در خانواده ای به نام syngony یا سیستم ترکیب می شوند.

در مجموع 32 گروه نقطه کریستالوگرافی مختلف وجود دارد که شامل ترکیبات مختلفی از عملیات تقارن بسته است. این گروه های نقطه ای بر اساس وابستگی آنها به سیستم های کریستالوگرافی طبقه بندی می شوند.

کریستالوگرافی	روابط بین لبه های یک سلول واحد	گروه های امتیازی
تری کلینیک	a ≠ b ≠ c a ≠ b ≠ g ≠ 90 درجه
مونوکلینیک	a ≠ b ≠ c a = b = 90 درجه ≠ g	2، (فقط در یک جهت در امتداد محور Z). متر
متعامد (متعامد)	a ≠ b ≠ c a = b = g = 90 درجه
چهارضلعی	a = b = g = 90 درجه	4, , 4/m, 422, 4mm, 2m, 4/mmmm (محور مرتبه چهارم فقط در امتداد محور Z قرار دارد)
مثلثی و شش ضلعی		6, , 6/m, 622, 6mm, m2, 6/mmmm (محور سوم (ششم) فقط در امتداد محور Z اجرا می شود)
مکعبی	a = b = g = 90 درجه	23, m3, 432, 4m, m3m (4 محور مرتبه سوم از امتداد قطرهای حجمی سلول واحد عبور می کند)

سیستم موقعیت های معادل مجموعه ای از نقاط است که توسط عناصر تقارن یک گروه نقطه ای معین به یکدیگر ترجمه می شوند.

تعداد نقاط موجود در یک SEP معین را تعدد سیستم یا تعدد موقعیت می نامند. یا - کثرت تعداد نقاطی است که از ضرب عناصر تقارن آنها به دست می آید.

موقعیت نامیده می شود خصوصی، اگر نقطه روی هر عنصر تقارن قرار گرفته باشد: روی یک محور، روی صفحه تقارن، در نقطه خاص وارونگی، در مرکز تقارن.

موقعیت نامیده می شود عمومی، اگر نقطه روی عنصر تقارن نباشد.

اتم های یک کریستال نه تنها با عناصر تقارن بسته، بلکه با عناصر تقارن باز نیز می توانند به هم متصل شوند.

مجموعه سه بردار غیرهمسطح را گروه ترجمه یا شبکه کریستالی می نامند.

بردارهای a،ب، c را بردارهای انتقال یا ترجمه و به ماژول های آنها دوره های هویت شبکه می گویند.

متوازی الاضلاع ساخته شده بر روی بردارهای a،ب، s، یک متوازی الاضلاع از تکرار شبکه نامیده می شود.

عناصر تشکیل دهنده یک شبکه گره ها، ردیف های گرهی و شبکه های گرهی آن هستند.

شبکه فضایی یک تصویر هندسی است که تناوب سه بعدی توزیع اتم ها در ساختار یک کریستال را منعکس می کند.

شبکه با یک نوع اتم تعریف می شود.

برای تعریف یک شبکه، باید یک موازی پایه انتخاب کنید که تمام ویژگی های یک شبکه داده شده را به طور کامل منعکس کند، یعنی حداقل پیوند آن، یعنی باید یک سلول ابتدایی را انتخاب کنید.

سلول واحد یک موازی از تکرار است که بر اساس کوتاه ترین ترجمه ها در امتداد سیستم های مختصات کریستالوگرافی ساخته شده است.

سه رابطه برداری ممکن - آ = ب = ج, آ = ب ¹ ج, آ ¹ ب ¹ ج- امکان تقسیم سیستم های مختصات کریستالوگرافی و در نتیجه 32 کلاس تقارن را به سه دسته از کریستال ها:

1. کریستال های پایین ترین دسته (آ ¹ ب ¹ ج) با عدم هم ارزی کامل جهت مختصات مشخص می شوند که با عدم وجود محورهای مرتبه بالاتر در آنها توضیح داده می شود. از شرط عدم هم ارزی جهات مختصات نتیجه می شود که پایین ترین دسته فقط شامل کلاس هایی می شود که دارای محورهای مرتبه بالاتر نیستند..gif" width="13" height="20 src=">) یا عدم وجود کامل عناصر تقارن (1).

2. کریستال های رده متوسط (آ = ب ¹ ج) با هم ارزی جزئی محورهای مختصات، همراه با حضور تنها یک محور مرتبه بالاتر در گروه های تقارن آنها مشخص می شوند. از شرط هم ارزی دو جهت افقی (a = b) چنین بر می آید که تقارن بلورهای طبقه متوسط ​​توسط گروه هایی با یک محور منفرد از مرتبه بالاتر توصیف می شود: . محور مختصات عمودی با این محور ترکیب شده است zو دو تای دیگر - ایکسو y- در صفحه ای عمود بر محور اصلی انتخاب شده است. بنابراین، زوایای بین محور اصلی و محورها ایکسو yمستقیم، یعنی a = b = 90 درجه. زاویه g بین محورها ایکسو yبا ترتیب محور اصلی تعیین می شود و در صورت وجود محورهای مرتبه 4 برابر 90 درجه و در مورد محورهای مرتبه 3 و 6 برابر با 120 درجه است. بنابراین، در دسته متوسط ​​دو سیستم مختصات وجود دارد که با دو سیستم مطابقت دارد.

3. کریستال های بالاترین دسته (آ = ب = ج) با هم ارزی کامل محورهای مختصات مشخص می شوند که به دلیل وجود چندین محور مرتبه بالاتر در گروه های تقارن آنها است.

بنابراین، بر روی این سه ترجمه می توان یک متوازی الاضلاع ابتدایی - یک سلول ابتدایی ساخت. گزینه ها آ, ب, ج, آ, ب, g- پارامترهای سلول واحد

بگذارید یادآوری کنم قوانین انتخاب سلول واحد (قوانین انتخاب محورهای مختصات کریستالوگرافی).

1. سلول انتخاب شده باید دارای تقارن شبکه باشد.

2. محورهای کریستالوگرافی در امتداد ردیف های گرهی هدایت می شوند.

3. محورهای مختصات کریستالوگرافی با جهت های خاص، یعنی با محورهای تقارن مرتبه 2 و بالاتر (در صورت وجود) ترکیب می شوند.

4. همه چیزهای دیگر برابر هستند، سلول واحد باید حداقل حجم داشته باشد.

اگر هر نقطه ای را در فضای سه بعدی (نه لزوماً مادی) انتخاب کنید و آن را یکی از گره های شبکه در نظر بگیرید، در گره های باقی مانده آن همه نقاط این فضا وجود خواهد داشت که (از لحاظ فیزیکی و هندسی) با نقطه اصلی یکسان هستند. یکی

در این معنا شبکه‑بیانی از حالت کریستالی یک ماده استبرای هر ماده کریستالی، حتی بدون عناصر دیگر تقارن، همیشه دارای این عنصر اصلی تقارن است - یک شبکه یا ساختار شبکه.

مانند هر سیستم متوازی الاضلاع، یک شبکه سه بعدی تعدادی از ویژگی های تقارن خاص خود را دارد. همیشه مرکز متقارن است و مراکز وارونگی هم در گره های شبکه - در راس متوازی الاضلاع و هم در نقاط میانی فواصل بین آنها قرار دارند. محورهای مرتبه بالاتر ناگزیر با صفحات تقارن متقاطع در امتداد آنها همراه هستند. خود محورهای تقارن فقط با دستورات کریستالوگرافی محدود می شوند، یعنی. n= 1، 2، 3، 4، 6. آخرین شرط به طور منحصربه‌فرد از بین تعداد نامتناهی گروه نقطه‌ای که تقارن شکل‌های اولیه نهایی را توصیف می‌کنند، تنها 32 گروه نقطه کریستالوگرافی را انتخاب می‌کند.

گروه های تقارن نقطه ای شبکه به عنوان یک تصویر هندسی با بالاترین مطابقت دارند- هولوهدرال-کلاس هر سیستم.

یک شبکه سه بعدی را می توان با سه بردار ترجمه غیرهمسطح نشان داد، به این معنی که یک موازی شکل ساخته شده بر روی این بردارها است. تکرار موازی- اراده سلول شبکه ای. برای اینکه یک متوازی الاضلاع به عنوان سلول مشخصه هر شبکه ای عمل کند، یعنی ویژگی های تقارن اصلی آن را منعکس کند، لازم است که لبه های آن (بردارهای ترجمه) با جهات ویژه حداکثر تقارن، یعنی با جهات تقارن منطبق باشد. محورهای مختصات کریستالوگرافی سلولی که به این ترتیب انتخاب شده است فراخوانی می شود سلول Bravaisیا سلول واحد. نوع و تقارن سلول در نام آن، که آن را منتقل می کند و شبکه فضایی مربوطه منعکس می شود (شکل 3). از آنجایی که شکل سلول Bravais توسط مختصات مرجع تعیین می شود، هفت شبکه با تقارن متفاوت (, ، mmm، https://pandia.ru/text/80/189/images/image013_92.gif" width="46" height="41 src="> .gif" width="14" height="19 src=">m) را می توان با شش نوع متوازی الاضلاع نشان داد (از آنجایی که شبکه های شش ضلعی توسط همان مرجع مختصات ارائه می شوند، و بنابراین توسط سلول های Bravais هم شکل - متوازی الاضلاع با یک لوزی 120 درجه در پایه).

برای مشخص کردن نوع شبکه، ذکر دو ویژگی آن ضروری و کافی است:

1. سیستم کریستالوگرافی;

2. نوع "مرکز" سلول.

سلول های واحد می توانند:

1. ابتدایی - فقط رئوس سلول گره هستند.

2. در مرکز - گره های اضافی وجود دارد که در راس سلول قرار ندارند.

شکل 3 – انواع گریتینگ Bravais

اگر محورهای کریستالوگرافی به درستی انتخاب شوند، گره های اضافی در هیچ مکانی امکان پذیر نیست، اما فقط در موقعیت های کاملاً تعریف شده. با این حال، تعداد گزینه های ممکن کم است. شبکه های غیر ابتدایی نامیده می شوند متمرکز شده است.

شبکه های غیر ابتدایی (مرکز) می توانند از انواع زیر باشند:

I - بدن محور (گره در مرکز حجم قرار دارد)

C (A, B) - پایه محور (دو وجه مخالف در مرکز قرار دارند)

F - صورت محور (گره های اضافی در مرکز همه چهره ها قرار دارند)

R - بدنه محور دوگانه (دو گره اضافی مورب حجم را به سه قسمت مساوی تقسیم می کنند)

قوانینی که انتخاب سیستم های مختصات را در گروه هایی از سیستم های کریستالوگرافی مختلف (سیستم ها) تعیین می کند، همچنین راه های مرکزیت شبکه های آنها را به روش های مختلف محدود می کند.

برای توصیف تقارن ساختارهای بلوری، از مفهوم "گروه فضایی" استفاده می شود.

به مجموعه عناصر تقارن یک ساختار کریستالی، گروه فضایی می گویند.

توصیف یک ساختار به معنای نشان دادن موارد زیر است:

2) نوع شبکه Bravais;

3) نوع فرمول شیمیایی؛

4) چند وجهی CN و هماهنگی.

5) تعداد واحدهای فرمول و غیره

6) توصیف ساختار بر اساس نوع پیوند شیمیایی.

7) ویژگی های سازه بر اساس ویژگی های هندسی.

8) ساختار از نظر PShU-PSK.

9) مختصات اساسی اتم ها.

10) گروه فضایی و نوع سازه.

ساختار فلزات به همراه ساختار بلورهای بنیادی غیرفلزی در شکل 4 ارائه شده است.

خط پایین هر مربع شکلی را نشان می دهد که در دمای اتاق پایدار است و به دنبال آن فرم هایی که در دماهای بالاتر رخ می دهند.

مخفف fcc نشان‌دهنده ساختار مکعبی صورت‌مرکز با نزدیک‌ترین بسته‌بندی اتم‌ها، bcc - ساختار مکعبی با مرکز بدن، hcp - یک ساختار شش‌ضلعی با بسته‌بندی نزدیک از اتم‌ها است.

ساختارهای fcc و hcp به وضوح در چارچوب نزدیک‌ترین مدل بسته‌بندی کروی (PU) توصیف می‌شوند که اولین بار در سال 1926 توسط W. Goldschmidt ارائه شد. اتم ها به صورت توپ های صلب نشان داده می شوند و در صفحه فقط یک گزینه برای آرایش متراکم آنها وجود دارد (شکل 5 الف).

اگر لایه دوم طوری قرار گیرد که گلوله های آن در فرورفتگی های لایه اول قرار گیرند، متراکم ترین بسته بندی تکمیل می شود و همچنین به تنها روش ممکن (شکل 5 ب). در مورد توپ های لایه سوم، آنها را می توان به دو صورت مرتب کرد:

1) توپ های لایه سوم بالای توپ های اول، توپ های چهارم بالای توپ های دوم و غیره، به طوری که لایه های متناوب با دنباله آباواباب مطابقت داشته باشد (که حروف A و B نشان دهنده لایه های متراکم هستند. نسبت به یکدیگر در صفحه افقی جابجا می شوند، و روش تخمگذار مطابق با بسته بندی نزدیک شش ضلعی (hcp) است (شکل 6، آ)؛

2) توپ های لایه سوم نسبت به توپ های لایه دوم طوری قرار می گیرند که بالای توپ های لایه اول نباشند.

سپس لایه چهارم لایه اول را تکرار می کند، لایه دوم پنجم و غیره را تکرار می کند. ب).در ساختار hcp، بسته بندی توپ ها در صفحه لایه و به صورت عمودی نسبت به آن متفاوت است، اما در ساختار fcc، بسته بندی در هر یک از سه صفحه اصلی مکعب یکسان است (یعنی کمتر ناهمسانگرد است. ). با وجود تفاوت‌هایشان، این دو نوع بسته‌بندی کروی متراکم ویژگی‌های مشترکی را نشان می‌دهند:

1) نسبت فضای اشغال شده توسط توپ ها - ضریب پر کردن، در هر دو مورد برابر با 74.05٪ است.

2) عدد هماهنگی اتم 12 است.

3) در هر دو بسته دو نوع حفره وجود دارد - چهار وجهی که توسط چهار توپ تماسی تشکیل شده است و به ترتیب هشت وجهی که توسط شش توپ تشکیل شده است. یک فضای خالی چهار وجهی می تواند توپی با شعاع را در خود جای دهد rتترا = 0,225 r، و به یک توپ هشت وجهی با شعاع تبدیل می شود rاکتبر=0,414 r، جایی که r- شعاع توپ هایی که متراکم ترین بسته بندی را تشکیل می دهند.

4) در نزدیکترین بسته بندی ها، در هر توپ یک حفره هشت وجهی و دو چهار وجهی وجود دارد.

در مفهوم نزدیکترین بسته بندی، پلی مورفیسم به عنوان ترتیب تناوب لایه های بسته بندی شده متفاوت از fcc و hcp در نظر گرفته می شود.

به عنوان مثال دنباله لایه ها در یک بسته بندی شش ضلعی چهار لایه...ABSBABBC... (با 4H مشخص می شود).

از بین بسته‌بندی‌های کروی با چگالی کمتر، رایج‌ترین آنها بسته‌بندی مکعبی متمرکز بر بدنه (BCC) است که ضریب پر شدن آن 01/68 درصد است.

این نوع بسته بندی را می توان در صورتی به دست آورد که گلوله های هم اندازه روی صفحه قرار داده شود تا آرایش مربعی آنها شکل گیرد، سپس توپ های لایه دوم را باید در فرورفتگی های تشکیل شده توسط توپ های لایه اول قرار داد (شکل 7). توپ های لایه سوم لایه اول را تکرار می کنند و غیره. همانطور که در مورد ساختار hcp، تناوب لایه ها با دنباله ABAB...AB مطابقت دارد، اما هر یک از لایه ها بسته بندی نشده اند. برخلاف fcc و hcp که تعداد هماهنگی اتم ها 12 است، ساختار مورد بررسی دارای عدد هماهنگی 8 است.

شکل 7 - شبکه مکعبی بدنه محور

به راحتی می توان فهمید که فلزات با چندشکلی (آلوتروپی) مشخص می شوند (شکل 2) و یک تغییر جزئی در ساختار الکترونیکی اتم ها برای تغییر ساختار شبکه بلوری کافی است. گرمای انتقال متقابل بین ساختارهای fcc و hcp از 1 کیلوژول بر مول تجاوز نمی کند، در حالی که گرمای همجوشی بین 10 تا 40 کیلوژول بر مول است.

اکثریت قریب به اتفاق فلزات دارای یکی از سه ساختار (fcc، bcc، hcp) هستند و منگنز، گا، در، جیوه ساختارهای مشابه، اما مخدوش دارند. تشخیص الگوهای ساده بین نوع ساختار و موقعیت فلز در جدول تناوبی دشوار است. با این وجود، بدیهی است که افزایش در تعداد ظرفیت های جفت نشده است س- و آرالکترون در حالتی که برای تشکیل پیوند از 1 (فلزات قلیایی) به 3 (فلزات سومین زیرگروه اصلی) استفاده می شود، CN را از 8 (شبکه bcc) به 12 (شبکه fcc یا hcp) افزایش می دهد. در پلی مورفیسم اثر افزایش تعداد الکترون های ظرفیت معادل کاهش دما یا افزایش فشار است.

تمام عناصر غیر فلزی به جز اکسیژن دیامغناطیس هستند. فلزات، به استثنای فلزات متعلق به گروه 1B-IIIB، پارامغناطیس هستند. در میان فلزات، آهن، کبالت و نیکل دارای خاصیت مغناطیسی فوق العاده بالایی هستند. بر اساس نوع وابستگی به دما، گروه های زیر از فلزات را می توان تشخیص داد: خواص مغناطیسی تا 1100 درجه سانتیگراد تقریباً بدون تغییر باقی می مانند (Mo, W, Os). حساسیت مغناطیسی از قانون کوری ویس پیروی می کند (K, Mg, Zn, In, Sc). خواص مغناطیسی در دمای ذوب کمی تغییر می کند (Na, Cd, A1). با یک تغییر غیرعادی در خواص مغناطیسی (Ag، Au، Tl، Sn، Pb، Sb، Bi) و در نهایت، خواص مغناطیسی (Zn، Tl) تغییر می کند یا تغییر نمی کند (Ti، Sn) در نقاط انتقال. مجموعه ای از عناصر شیمیایی که مطابق با قانون تناوبی مندلیف مرتب شده اند، به زیر مجموعه هایی تقسیم می شوند، یعنی مناطق نسبتاً جدا شده از عناصر شیمیایی مربوط به فلزات معمولی، فرومغناطیس ها، ابررساناها، دی الکتریک ها، نیمه هادی ها و نیمه فلزات.

1.4. انواع اصلی ساختارهای کریستالی

آرایش نقطه ای اتم ها در شبکه های فضایی برای مطالعه ساختارهای کریستالی ساده و نامناسب است، زمانی که فاصله بین نزدیکترین اتم ها یا یون ها مشخص شود. با این حال، خواص فیزیکی ساختارهای کریستالی به ماهیت شیمیایی مواد، اندازه اتم ها (یون ها) و نیروهای برهمکنش بین آنها بستگی دارد. بنابراین، در موارد زیر فرض می‌کنیم که اتم‌ها یا یون‌ها شکل یک توپ دارند و با شعاع موثریعنی شعاع حوزه نفوذ آنها برابر با نصف فاصله بین دو نزدیکترین اتم همسایه یا یونهای هم نوع. در یک شبکه مکعبی، شعاع اتمی موثر 0/2 است.

شعاع مؤثر در هر ساختار خاص دارای مقادیر ویژه متفاوتی است و به ماهیت و تعداد اتم های همسایه بستگی دارد. شعاع اتمی عناصر مختلف فقط زمانی قابل مقایسه است که بلورهایی با عدد هماهنگی یکسان تشکیل دهند. شماره هماهنگی zیک اتم معین (یون) تعداد نزدیکترین اتمهای اطراف (یون) از همان نوع در ساختار بلوری است. با اتصال ذهنی مراکز ذرات همسایه با خطوط مستقیم به یکدیگر، دریافت می کنیم

چند وجهی هماهنگی; در این حالت، اتم (یون) که چنین چند وجهی برای آن ساخته شده است در مرکز آن قرار دارد.

تعداد هماهنگی و نسبت شعاع مؤثر ذرات به روش خاصی با یکدیگر مرتبط هستند: هر چه تفاوت در اندازه ذرات کوچکتر باشد، z بزرگتر است.

بسته به ساختار کریستالی (نوع شبکه)، z می تواند از 3 تا 12 متغیر باشد. همانطور که در زیر نشان داده خواهد شد، در ساختار الماس z = 4، در سنگ نمک z = 6 (هر یون سدیم توسط شش یون کلر احاطه شده است) . برای فلزات، یک عدد هماهنگی معمولی z = 12، برای نیمه هادی های کریستالی z = 4 یا z = 6 است. برای مایعات، عدد هماهنگی از نظر آماری به عنوان میانگین تعداد نزدیکترین همسایگان هر اتم تعیین می شود.

عدد هماهنگی مربوط به چگالی بسته بندی اتم ها در ساختار بلوری است. تراکم بسته بندی نسبی–

این نسبت حجم اشغال شده توسط اتم ها به حجم کل ساختار است. هرچه عدد هماهنگی بیشتر باشد، تراکم نسبی بسته بندی بیشتر است.

بخش 1. اصول اولیه کریستالوگرافی فیزیکوشیمیایی

شبکه کریستالی برای داشتن حداقل انرژی آزاد تلاش می کند. این تنها در صورتی امکان پذیر است که هر ذره با حداکثر تعداد ممکن ذرات دیگر تعامل داشته باشد. به عبارت دیگر، عدد هماهنگی باید حداکثر m باشد. تمایل به بسته بندی متراکم مشخصه انواع ساختارهای کریستالی است.

اجازه دهید یک ساختار مسطح متشکل از اتم هایی با ماهیت یکسان را در نظر بگیریم که یکدیگر را لمس کرده و بیشتر فضا را پر می کنند. در این حالت، تنها یک راه برای متراکم ترین بسته بندی اتم ها در مجاورت یکدیگر امکان پذیر است: اطراف مرکز

مراکز ثقل روی حفره های لایه اول قرار می گیرند. این را می توان به وضوح در تصویر سمت راست در شکل مشاهده کرد. 1.10، یک (نمای بالا)، که در آن برجستگی اتم های لایه دوم به رنگ خاکستری کم رنگ است. اتم های لایه دوم یک مثلث پایه را تشکیل می دهند (که به صورت یک خط ثابت نشان داده شده است) که راس آن به سمت بالا است.

برنج. 1.10. ترتیب لایه ها هنگام بسته بندی توپ های هم اندازه در ساختارهای دو نوع: a – ABAB... با بسته بندی نزدیک شش ضلعی (hcp). b – ABCAVS... در متراکم ترین بسته بندی مکعبی (K PU) که ​​یک شبکه مکعبی وجهی (FCC) می دهد. برای وضوح، لایه های سوم و چهارم نشان داده شده اند که کاملا پر نشده اند

فصل 1. عناصر فیزیک کریستال

اتم های لایه سوم را می توان به دو صورت مرتب کرد. اگر مراکز ثقل اتم های لایه سوم بالاتر از مراکز ثقل اتم های لایه اول باشد، در این صورت لایه گذاری لایه اول تکرار می شود (شکل 1.10، a). ساختار به دست آمده است بسته بندی نزدیک شش ضلعی(GPU). می توان آن را به صورت دنباله ای از لایه های ABAVABAB ... در جهت محور Z نشان داد.

اگر اتم های لایه سوم C (که در سمت راست در شکل 1.10 به رنگ خاکستری تیره نشان داده شده است) در بالای سایر حفره های لایه اول قرار داشته باشند و یک مثلث پایه تشکیل دهند که 180 درجه نسبت به لایه B چرخیده است (با یک خط نقطه چین نشان داده شده است. ) و لایه چهارم با لایه اول یکسان است، سپس ساختار حاصل نشان دهنده آن است بسته بندی متراکم مکعبی(FCC)، که مربوط به یک ساختار مکعبی رو به مرکز (fcc) با دنباله ای از لایه های АВСАВСАВСАВС... در جهت محور Z است.

برای متراکم ترین بسته بندی ها z = 12. این به وضوح در مثال توپ مرکزی در لایه B دیده می شود: اطراف آن شش توپ در لایه A و سه توپ در زیر و بالای آن در لایه B است.

(شکل 1.10، الف).

علاوه بر عدد هماهنگی z، ساختارهای مختلف نیز با چگالی بسته بندی مشخص می شوند که به عنوان نسبت حجم V در اشغال شده توسط اتم ها به حجم کل سلول V Bravais معرفی می شود. اتم ها به صورت توپ های جامد با شعاع r نشان داده می شوند، بنابراین V در = n (4π/3)r 3، که در آن n تعداد اتم های سلول است.

حجم یک سلول مکعبی سلول V = a 0 3 است که در آن 0 دوره شبکه است. برای یک سلول HPU با مساحت پایه شش ضلعی S = 3a 0 2 2 3

و ارتفاع c = 2a 0 23 سلول V = 3a 0 3 2 را بدست می آوریم.

پارامترهای متناظر ساختارهای کریستالی - مکعب اولیه (PC)، مکعب مرکزی بدن (BCC)، مکعب محور صورت (FCC)، بسته بندی بسته شش ضلعی (HCP) - در جدول آورده شده است. 1.2. شعاع اتم ها با در نظر گرفتن این واقعیت نوشته می شود که آنها در امتداد لبه های مکعب در ساختار PC (2r = a 0)، در امتداد مورب های فضایی (4r = a 0 3) در ساختار bcc و در امتداد مورب وجه ها (4r = a 0 2)

در ساختار fcc

بنابراین، در ساختارهایی با نزدیکترین بسته بندی (fcc و hcp)، که z = 12 دارند، حجم سلول 74٪ توسط اتم ها اشغال می شود. با کاهش تعداد هماهنگی به 8 و 6، چگالی بسته بندی به ترتیب به 68 (bcc) و 52٪ (PC) کاهش می یابد.

جدول 1.2

پارامترهای کریستال های مکعبی و شش ضلعی

پارامترهای کریستال
شماره هماهنگی z
تعداد اتم n در یک سلول
شعاع اتمی r	یک 0/2			a 2 4	یک 0/2
حجم یک اتم، V در /n
	a 0 3 π 6	a3 π		a 3 π 2 24	π a 0 3 6
تراکم بسته بندی
		π 3 8 = 0.6		π 2 6 = 0.74	π 2 6 = 0.74
V در / V سلول

قبلاً اشاره شده است که در طول تبلور یک ماده، سیستم در تلاش است تا حداقل انرژی آزاد را فراهم کند. یکی از عواملی که انرژی پتانسیل تعامل بین ذرات را کاهش می دهد، رویکرد حداکثری آنها و برقراری ارتباط متقابل با بیشترین تعداد ممکن ذرات، یعنی تمایل به بسته بندی متراکم تر با بیشترین تعداد هماهنگی است.

تمایل به اجرای بسته بندی متراکم مشخصه همه انواع ساختارها است، اما در کریستال های فلزی، یونی و مولکولی بارزتر است. پیوندهای موجود در آنها غیر جهت دار یا ضعیف هستند (به فصل 2 مراجعه کنید)، بنابراین برای اتم ها، یون ها

و برای مولکول ها، مدل کره های جامد تراکم ناپذیر کاملا قابل قبول است.

شبکه های ترجمه Bravais نشان داده شده در شکل. 1.3

و روی میز 1.1، تمام گزینه های ممکن برای ساخت ساختارهای کریستالی، در درجه اول برای ترکیبات شیمیایی، تمام نشده است. واقعیت این است که تکرار دوره ای سلول Bravais یک شبکه ترجمه ایجاد می کند که فقط از ذرات (مولکول ها، اتم ها، یون ها) از یک نوع تشکیل شده است. بنابراین، ساختار یک ترکیب پیچیده را می توان با ترکیبی از شبکه های Bravais که به روش خاصی در یکدیگر قرار داده شده اند، ساخت. بنابراین، کریستال های نیمه هادی از یک پیوند کووالانسی جهت دار (غیر قطبی یا قطبی) استفاده می کنند که معمولاً با ترکیب حداقل دو شبکه، به صورت جداگانه کاملاً محکم بسته بندی شده، محقق می شود، اما در نهایت تعداد کمی هماهنگی شبکه "کل" را فراهم می کند (تا حداکثر). z = 4).

گروه هایی از مواد وجود دارند که با آرایش فضایی یکسان اتم ها مشخص می شوند و تنها در پارامترها (اما نه نوع) شبکه کریستالی با یکدیگر متفاوت هستند.

بنابراین، ساختار آنها را می توان با استفاده از یک مدل فضایی ( یک نوع ساختاری) مقادیر خاصی از پارامترهای شبکه را برای هر ماده نشان می دهد. بنابراین، کریستال های مواد مختلف به تعداد محدودی از انواع ساختاری تعلق دارند.

رایج ترین انواع سازه ها عبارتند از:

در کریستال های فلزی:

ساختار تنگستن (OC K-شبکه)؛ ساختار مس (شبکه fcc)، ساختار منیزیم (شبکه hcp)؛

در کریستال های دی الکتریک:

ساختار کلرید سدیم (شبکه GC دوگانه)؛ ساختار کلرید سزیم (شبکه PC دوگانه)؛

در کریستال های نیمه هادی:

ساختار الماس (شبکه fcc دوگانه)؛ ساختار اسفالریت (شبکه G CC دوگانه)؛ ساختار wurtzite (شبکه Y دوتایی HP).

اجازه دهید به طور خلاصه ویژگی ها و قابلیت تحقق سازه های ذکر شده در بالا و شبکه های Bravais مربوطه را در نظر بگیریم.

1.4.1. کریستال های فلزی

ساختار تنگستن(شکل 1.1 1، a). یک شبکه مکعبی با مرکز بدنه ساختاری با نزدیکترین بسته بندی نیست؛ آن دارای چگالی بسته بندی نسبی 0.6 8 و عدد هماهنگی z = 8 است. صفحات (111) متراکم ترین بسته بندی را دارند.

برنج. 1.11. انواع شبکه های مکعبی: الف – مکعب بدنه محور (bcc); ب – مکعب ساده

بخش 1. اصول اولیه کریستالوگرافی فیزیکوشیمیایی

علاوه بر تنگستن W، تمام فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، و همچنین اکثر فلزات نسوز، دارای شبکه bcc هستند: کروم کروم، آهن آهن، مولیبدن Mo، زیرکونیوم Zr، تانتالم Ta، نیوبیم Nb، و غیره. توضیح در سلول bcc برای اتم مرکزی، نزدیک‌ترین همسایه‌ها اتم‌های راس مکعب هستند (z = 8). آنها از یکدیگر فاصله دارند

شش اتم مرکزی در سلول‌های همسایه (کره هماهنگی دوم)، که عملا عدد هماهنگی را به z 14 افزایش می‌دهد. جایی که اتم ها در فاصله d = a 0 ( 2) 2 = 0.707a 0 قرار دارند. در نتیجه قدرت افزایش می یابد

این کریستال ها در نقطه ذوب بالای آنها ظاهر می شود که برای تنگستن به 3422 درجه سانتیگراد می رسد. برای مقایسه: یک ساختار مکعبی ساده (شکل 1.11، b) با z = 8 دارای بسته بندی شل است و فقط در پولونیوم Po یافت می شود.

ساختار مس (شبکه fcc)، نشان داده شده در شکل. 1.12، a، به سازه های بسته بندی شده اشاره دارد، دارای چگالی بسته بندی نسبی 0.74 و عدد هماهنگی z = 12 است. علاوه بر مس مس، مشخصه بسیاری از فلزات مانند طلا طلا، نقره نقره، پلاتین پلاتین، نیکل نیکل، آلومینیوم Al، سرب سرب، پالادیوم Pd، توریم Th و غیره.

برنج. 1.12. سازه‌های شبکه‌های کریستالی بسته‌بندی شده: الف – مکعب محور (ساختار مس). ب - بسته بندی بسته شش ضلعی (ساختار منیزیمی)

فصل 1. عناصر فیزیک کریستال

فلزات ذکر شده نسبتا نرم و انعطاف پذیر هستند. واقعیت این است که در ساختارهای مسی، حفره های چهار وجهی و هشت وجهی در شبکه fcc با ذرات دیگر پر نمی شوند. این اجازه می دهد تا، به دلیل غیر جهت دار بودن پیوندهای بین اتم ها، جابجایی آنها در امتداد به اصطلاح هواپیماهای کشویی. در شبکه fcc، اینها صفحات بزرگترین بسته بندی (111) هستند که یکی از آنها در شکل سایه دار نشان داده شده است. 1.12، الف.

ساختار منیزیم(شبکه HCP) نشان داده شده در شکل. 1.12، b، نه تنها برای منیزیم منیزیم، بلکه برای کادمیوم Cd، روی روی، تیتانیوم تیتانیوم، تالیم Tl، بریلیم Be و غیره و همچنین برای اکثر عناصر خاکی کمیاب معمول است. بر خلاف شبکه PC، شبکه GPU در شکل 1. 1.12، b دارای لایه B (سایه دار) است که در وسط بین لایه های پایه A با فاصله ثابت قرار دارد.

با 2 = a 0 2 3 (با انحراف مشاهده شده تا 10٪ برای برخی

سایر فلزات). اتم ها در لایه های B در بالای مراکز مثلث در صفحه پایه (0001) با نزدیک ترین بسته بندی قرار دارند.

1.4.2. کریستال های دی الکتریک

ساختار کلرید سدیم(شکل 1.13، الف) را می توان توصیف کرد

سان به صورت دو شبکه مکعبی رو به مرکز (نوع ساختاری مس) که با نیم دوره شبکه (0/2) در امتداد هر یک از لبه ها جابه جا شده اند.<100>.

آنیون‌های کلر بزرگ Cl− گره‌های سلول fcc را اشغال می‌کنند و یک بسته بندی نزدیک مکعبی تشکیل می‌دهند که در آن کاتیون‌های سدیم Na+ که اندازه کوچک‌تری دارند، فقط حفره‌های هشت‌وجهی را پر می‌کنند. به عبارت دیگر، در ساختار NaCl، هر کاتیون توسط چهار آنیون در صفحه (100) و دو یون در صفحه عمود بر هم احاطه شده است که از کاتیون فاصله دارند. در نتیجه هماهنگی هشت وجهی صورت می گیرد. این به همان اندازه برای آنیون ها صادق است. بنابراین، نسبت اعداد هماهنگی زیرشبکه ها 6:6 است.

ساختار کلرید سزیم CsCl (شبکه کامپیوتر دوتایی)،

در شکل نشان داده شده است. 1.13، b، متشکل از دو شبکه مکعبی ابتدایی است که نصف قطر حجمی جابجا شده است. واقعیت این است که یون‌های سزیم بزرگ‌تر از یون‌های سدیم هستند و نمی‌توانند در حفره‌های هشت‌وجهی (و حتی بیشتر در چهار وجهی) شبکه کلر قرار بگیرند، اگر از نوع fcc باشد، مانند ساختار NaCl. در ساختار CsCl، هر یون سزیم توسط هشت یون کلر احاطه شده است و بالعکس.

هالیدهای دیگر نیز به ساختارهایی از این نوع متبلور می شوند، به عنوان مثال Cs (Br, I)، Rb (Br, I)، Tl (Br, Cl)، ترکیبات نیمه هادی از نوع AIV BVI و بسیاری از آلیاژهای عناصر خاکی کمیاب. ساختارهای مشابهی در ترکیبات یونی هتروپولار نیز مشاهده می شود.

1.4.3. کریستال های نیمه هادی

ساختار الماسترکیبی از دو توری محوری است که به یکدیگر وارد شده و در امتداد قطر فضایی به اندازه یک چهارم طول جابجا شده اند (شکل 1.14، a). هر اتم توسط چهار اتم احاطه شده است که در راس چهار وجهی قرار دارند (خطوط ضخیم در شکل 1.14، a). تمام پیوندها در ساختار الماس مساوی هستند و به امتداد هدایت می شوند<111>و زوایای 109º 28 اینچ را با یکدیگر بسازید. شبکه الماس متعلق به سازه های بسته بندی شل با عدد هماهنگی z = 4 است. در ساختار الماس، ژرمانیوم، سیلیکون و قلع خاکستری متبلور می شوند. علاوه بر الماس، نیمه هادی های ابتدایی - سیلیکون سی، ژرمانیم جنرال الکتریک - همچنین در این نوع ساختار، قلع خاکستری Sn متبلور می شوند.

ساختار اسفالریت(شبکه fcc دوبل). اگر دو شبکه مکعبی کمکی به‌وسیله اتم‌های مختلف تشکیل شوند، ساختار جدیدی به وجود می‌آید که به نام ساختار اسفالریت ZnS یا مخلوط روی(شکل 1.14، ب).

فصل 1. عناصر فیزیک کریستال

برنج. 1 .14. سازه های الماس (الف)، فالریت (ب)، وورتزیت (ج). پیوندهای چهار وجهی با خطوط پررنگ برجسته می شوند.

بسیاری از ترکیبات نیمه هادی از نوع AIII BV (آرسنید گالیم GaAs، گالیم فسفید GaP، فسفید ایندیم InP، آنتی مونید ایندیم I nSb و غیره) و نوع AII BVI (سلنید روی ZnSe، تلورید روی ZnTe، سولفید کادمیوم، دارای سولفید کادمیوم) ساختار، کادمیوم

ساختار اسفالریت با ساختار الماس با محیط چهار وجهی اتم ها یکسان است (شکل 1.14، a)، تنها یک زیرشبکه fcc توسط اتم های گالیم Ga و دیگری توسط اتم های آرسنیک As اشغال شده است. هیچ مرکز تقارن در سلول GaAs وجود ندارد، یعنی ساختار در چهار جهت قطبی است.< 111 >. تفاوتی بین صفحات بسته بندی شده 111 و (111) مشاهده می شود: اگر یکی از آنها دارای اتم Ga باشد، دیگری حاوی اتم As است. این امر باعث ناهمسانگردی در خواص سطح (ریزسختی، جذب، اچ شیمیایی و غیره) می شود.

در ساختار اسفالریت، قاعده های مثلثی چهار وجهی هر لایه به همان شکلی که پایه های چهار وجهی لایه قبلی قرار گرفته اند، جهت گیری می کنند.

ساختار Wurtzite(با یک شبکه GPU دوگانه)، نشان داده شده در شکل. 1.14، c، مشخصه اصلاح شش ضلعی سولفید روی است. نیمه هادی های نزدیک به ZnS، به عنوان مثال، سولفید کادمیوم CdS و سلنید کادمیوم CdSe، این ساختار را دارند. اکثر ترکیبات AII-VI با انتقال فاز "اسفالریت-وورتزیت" مشخص می شوند. ساختار wurtzite در صورتی محقق می شود که اتم نافلز دارای اندازه های کوچک و الکترونگاتیوی بالا باشد.

در شکل شکل 1.14c یک سلول wurtzite اولیه را برای ZnS به شکل یک منشور مستقیم با یک لوزی در پایه و زاویه 120 درجه در مرکز یک شش ضلعی نشان می دهد که توسط سه منشور از این قبیل (دو مورد از آنها در شکل نشان داده شده است) .

ساختار کریستالی

ساختار کریستالی

آرایش اتم ها، یون ها، مولکول ها در یک کریستال. کریستال با تعریف شیمی f-loy دارای یک سیستم جنبشی ذاتی است که دارای تناوب سه بعدی است - شبکه کریستالیاصطلاح "K.s." هنگامی که در مورد انرژی شبکه، دینامیک شبکه و شبکه به عنوان ساختار خاصی از یک ماده شیمیایی خاص صحبت می شود، به جای اصطلاح "شبکه کریستالی" استفاده می شود. ترکیبات، در مورد توصیف ساختار اتمی ترکیبات خاص و تغییرات آنها. Geom. شرح یک K. s خاص. شامل نشان دادن مختصات مراکز اتم ها در سلول واحد یک کریستال است که تعیین فواصل بین اتمی و در نتیجه مطالعه ژئوم را ممکن می کند. ویژگی های K.s.

پایه ای روش های تحقیق K.s. پراش هستند - تجزیه و تحلیل ساختاری اشعه ایکس، پراش نوترون، پراش الکترون.روش‌های پراش، مواد پراکنده پیوسته را در طول زمان و در کل حجم یک کریستال در یک سلول واحد ارائه می‌کنند. روش های اشعه ایکس در تجزیه و تحلیل، چگالی الکترون در کریستال به دست می آید که به صورت سری فوریه محاسبه می شود:

جایی که x، y، z- مختصات در سلول واحد، - حجم آن، F hkl- ضریب فوریه، تماس گرفت دامنه های ساختاری توزیع چگالی الکترون در یک سلول را می توان تقریباً به صورت مجموع چگالی الکترونی اتم ها نشان داد. r i):

جایی که من- میانگین زمانی، یعنی آغشته به حرکت حرارتی، توزیع الکترون ها در یک اتم. ماکسیما (1) مربوط به اتم ها - توده های چگالی الکترونی است که یافتن مختصات مراکز آنها را ممکن می کند. r (x، y، z) و یک geom ایجاد کنید. مدل، ایجاد فواصل بین اتمی با دقت 0.0001 - 0.00001 نانومتر.

در نوترونوگرافی، مشابه (1) برای دامنه های پراکندگی هسته ای یک کریستال افخنثی کننده ها توزیع چگالی هسته ای را تعیین می کنند n(rسلول‌ها، یعنی توزیع احتمالی هسته‌هایی که توسط حرکت حرارتی آغشته شده‌اند (نگاه کنید به. پراش نوترون ساختاری).اگر اتم ها مغناطیسی داشته باشند گشتاور توسط پراش نوترون به صورت مغناطیسی تعیین می شود. K.s. - توزیع چگالی اسپین (نگاه کنید به مغناطیسی).در پراش الکترون با دامنه F elبا توجه به (1) توزیع الکترواستاتیک را تعیین کنید. پتانسیل (کل - هسته و الکترون) ر).موقعیت حداکثر هر سه توزیع منطبق است - این موقعیت میانگین زمانی مراکز اتم ها (هسته ها) در سلول واحد است.

مدل هندسی.برای ایجاد یک ژئوم. مدل های K. s. لازم است: آگاهی از پارامترهای سلول واحد (تکرار موازی) ساختار - در حالت کلی، طول لبه های آن الف، ب، جو زوایا؛ نشانه ای از تقارن یک سیستم فضایی، یعنی اینکه آیا به یکی از 230 گروه فضایی تعلق دارد (نگاه کنید به تقارن کریستالی) و بنابراین - مانند شبکه Bravais;. نشان دادن مختصات همه اتم های شیمیایی متفاوت و تقارن موقعیت آنها. برای انجام این کار کافی است مختصات اتم ها را در قسمت متقارن مستقل سلول بدانیم که از آن می توان با در نظر گرفتن عملیات گروه فضایی، موقعیت همه اتم های کیهان را استنتاج کرد. . بر این اساس فواصل بین اتمی، هماهنگی متقابل اتم ها و ... محاسبه می شود. ویژگی های K.s. از نظر گرافیکی K. s. با آرایش اتم ها ("توپ ها") در یک سلول واحد به تصویر کشیده شده است (شکل 1، a). در صورت لزوم، "توپ های" لمسی بزرگ می توانند تماس اتم ها را در مواد معدنی بسته بندی شده نزدیک نشان دهند. (عکس. 1، ب) یا ساختارهای مولکولی. برای تصویر K. یونی. اغلب از چند وجهی استفاده می شود که آنیون ها در راس ها و کاتیون ها در مرکز قرار دارند (شکل 1c).

Geom. تجزیه و تحلیل K.s. ایجاد تعدادی از تعمیم ها و قوانین ساختار اتمی کریستال ها - ایده هایی در مورد شعاع اتمی، در مورد انواع مواد شیمیایی امکان پذیر است. پیوندهای موجود در کریستال ها (یونی، کووالانسی، فلزی، واندروالس، هیدروژن)، قوانینی برای نزدیک ترین بسته بندی اتم ها و مولکول ها در کریستال ها، پیوند کریستال ها. با خواص کریستال ها (نگاه کنید به شیمی کریستال).تجزیه و تحلیل K.s. و تقارن آن به عنوان نقطه شروع برای محاسبات انرژی عمل می کند. طیف، تفسیر فیزیکی خواص کریستال (نگاه کنید به فیزیک کریستال).

پارامترهای سلول های واحد برخی از کریستال ها

	انواع کریستال	دوره های سلول واحد، نانومتر	تعداد اتم ها در یک سلول واحد
	ترکیبات غیر آلی و مولکولی ساده		تا صدها
	ترکیبات آلی پیچیده		تا هزاران
	ویروس ها

بیش از 100 هزار K. s مورد مطالعه قرار گرفته است. تفاوت موادی که تقریبا 20 هزار غیر آلی ک.س. عناصر، تفاوت ترکیبات، مواد معدنی، بقیه - بیشتر - آلی هستند. ک.س. دوره های شبکه متفاوت است. کریستال ها از کسری تا صدها نانومتر متغیر هستند (جدول). تجزیه و تحلیل ساختاری اشعه ایکس K.s. ارگانیک. آلی اتصالات وجود دارد حداکثر. روش دقیق و مطمئن برای تعیین فضایی و شیمیایی ساختار مولکول های تشکیل دهنده آنها چند مورد مطالعه قرار گرفته است. صدها K. s. پیچیده ترین مواد موجود در بیول منشا: پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، ویروس ها (نگاه کنید به. کریستال بیولوژیکی).بانک‌های بین‌المللی داده‌های رایانه‌ای وجود دارند که همه چیز غیرآلی و ارگانیک را توصیف می‌کنند. و بیولوژیکی ک.س.

برنج. 1. مدل های ساختارهای کریستالی: آ- الماس، ب -کلرید NaCl V- بافرتیزیت BaFe 2 Tl (Si 2 O 7) O(OH).

نوین روش‌های پراش دقیق این امکان را فراهم می‌آورد که علاوه بر مختصات اتم‌ها (مدل‌های ژئوم)، ویژگی‌های دیگر ساختارهای کیهانی را نیز مشخص کند.

تعیین ناهماهنگی ارتعاشات حرارتی اتم‌های یک سیستم کیهانی که توسط تانسورهای درجه بالاتر توصیف می‌شود، به صورت تجربی امکان‌پذیر است. سطحی که ارتعاشات را مشخص می کند دیگر یک بیضی گاوسی سه محوری نیست و مرکز تقارن ندارد. پارامترهای ناهماهنگی این امکان را فراهم می کند که ماهیت ارتعاشات اتمی را به آکوستیک و فروالکتریک مرتبط کنیم. ویژگی‌های کریستال‌ها، جابجایی‌های احتمالی اتم‌ها را در طول انتقال فاز در تغییرات دمای بالا بلورها نشان می‌دهد. فرکانس ارتعاشات اتمی در پرتوهای کیهانی. حدود 10 12 هرتز هستند، آنها به روش طیف سنجی تعیین می شوند. روش ها، روش پراکندگی نوترون غیر الاستیک(سانتی متر. ارتعاشات شبکه کریستالی).

برنج. 2. بیضوی ارتعاشات حرارتی اتم ها در شبکه: آ- مورد کلی جهت گیری دلخواه؛ ب- ناهمسانگردی ارتعاشات در ساختار، - استیلن - نیکل بیس سیکلوپنتادین در 300 K. در سمت چپ - استیلن، در سمت راست - سیکلوپنتادین.

کسر از توزیع مشاهده شده ( r)(1) توزیع ( r)(2)، می توان ساختار کریستالی الکترونیکی تغییر شکل را پیدا کرد.

واقعیت این است که عبارت (2) مجموع "پرو اتم های" آزاد کریستال است که توسط حرکت حرارتی آغشته شده است که چگالی الکترونی آن به دلیل تشکیل مواد شیمیایی تغییر نمی کند. پیوندها در سیستم کریستالی، و بیان (1) مربوط به چگالی الکترونی کریستالی است که در آن همه این پیوندها تشکیل شده است. علیرغم این واقعیت که مقادیر کوچک هستند، آنها می توانند تعدادی از جزئیات ظریف سیستم را شناسایی کنند. (شکل 3). بنابراین، ظهور یک ماکزیمم در محل یک "پروتوم" نشان دهنده وجود الکترون های اضافی در آن است، یعنی اینکه این الکترون دارای بار منفی است، زیرا یک آنیون است، و ظهور یک حداقل نشان دهنده کاتیون بودن آن است. ; درجه یونیزاسیون را می توان از روی مقدار dr def تخمین زد. در یونی K.s. الکترون ها بین اتم ها توزیع مجدد می شوند، اما در "فضای بین اتمی" عملاً = 0 است. در متالیک ک.س. برخی از الکترون های اتم ها مشترک هستند و چگالی الکترونی یکنواختی را در فضای بین اتمی تشکیل می دهند. در بلورهای کووالانسی، به وضوح قله های بین اتم ها را نشان می دهد که مربوط به جفت الکترون هایی است که یک پیوند کووالانسی را تشکیل می دهند. در بلورهای مولکولی، پیک های مربوط به جفت الکترون تک اتم ها ثبت می شوند (شکل 3). ریاضی. رفتار ( r) و به شما امکان می دهد توزیع الکترواستاتیک را پیدا کنید. پتانسیل الکترون، انرژی پتانسیل، گرادیان میدان روی اتم ها و غیره. با استفاده از پراش الکترون، می توانید تغییر شکل کل (هسته و الکترون) را پیدا کنید. اتم ها و شناسایی آنها

برنج. 3. تغییر شکل چگالی الکترونی اسید سیانوریک. قله‌های پیوندها، الکترون‌های پیوند ظرفیتی هستند، در نزدیکی اتم O - یک جفت الکترون تنها.

عیوب. C.s که در آن تمام موقعیت ها با اتم ها پر شده است نامیده می شود. ایده آل K. s. با این حال، در واقعیت K.s. دارای تعدادی عیوب - نقطه ای (جابجایی اتم ها از موقعیت های ایده آل، جایگزینی این اتم ها با اتم های ناخالص، جاهای خالی، اتم های بینابینی و غیره)، خطی و دو بعدی (دررفتگی، خطا در اعمال لایه ها و غیره) (دیدن. عیوبدر کریستال). اگر تعداد عیوب نقطه‌ای زیاد باشد، برای مثال، می‌توان میانگین تغییر روی تمام سلول‌ها را در چگالی الکترونیکی CS ثبت کرد. در یاقوت A1 2 0 3 + 0.05٪ کروم، جایی که Cr جایگزین موقعیت های A1 می شود. در ساختارهای تفریق یا محلول های جامد بینابینی، تجزیه و تحلیل br اطلاعاتی در مورد اشغال موقعیت های خاص توسط اتم ها ارائه می دهد.

همراه با کریستال موادی که در آنها اتم ها حول یک نقطه ثابت ارتعاش می کنند. در موقعیت های تعادل، کریستال هایی وجود دارد که در آنها عمق. اتم ها، گروه ها یا کل مولکول های آنها از نظر آماری متفاوت هستند. مقررات (نگاه کنید به جامد).مولکول های حرارتی در کریستال های خاص سازه ها به گونه ای است که با حفظ موقعیت مرکز ثقل، می توانند در حالت کروی باشند. یا استوانه ای چرخش در برخی از بلورها، در حضور تناوب سه بعدی سفت و سخت. چارچوب ساختاری که فقط از اتم‌ها تشکیل شده است، یون‌های خاصی می‌توانند آزادانه مهاجرت کرده و از طریق کانال‌های چارچوب جریان داشته باشند (نگاه کنید به. ابررساناهای یونی).مسیرهای مهاجرت یون های باردار توسط توزیع dr def ثابت می شوند. به طور مشابه در سیستم های قاب، به عنوان مثال. زئولیت ها، در داخل حفره ها ممکن است مولکول های آلی وجود داشته باشد. موادی که توسط Dr.

برنج. 4. تصویر میکروسکوپی الکترونی از ساختار اتمی یک خوشه فسفر در سیلیکون.

محل خاص عیوب در یک کد واقعی. همچنین با استفاده از توپوگرافی اشعه ایکس و نوترونی، میکروسکوپ الکترونی (شکل 4) و غیره مورد مطالعه قرار می گیرد.

مجتمع K.s.همراه با دوره ای سه بعدی ایده آل ک.س. انواع دیگری از کریستال وجود دارد. ترتیب اتم ها بنابراین، در روبناها در برابر "پس زمینه" یک شبکه سه بعدی منظم، مکمل بودن مشاهده می شود. نظم با دوره هایی که مضرب یک یا دو دوره از یک سیستم کیهانی ایده آل هستند، به عنوان مثال، به دلیل توزیع میدان های مغناطیسی. لحظه های اتم، الکتریکی دوقطبی و غیره گاهی اوقات دوره چنین روبنائی مضرب دوره شبکه اصلی نیست و سپس ق.س. تماس گرفت نامتناسب ک.س. با تناوبی در k.-l. جهت ادخال اتم های خارجی نامیده می شود. مدوله شده به عنوان مثال، ساختارهای ناهمگن به طور مصنوعی در میکروالکترونیک تهیه شده اند. AlAs-GaAs یک کریستالی مشترک دارند. شبکه (به معنای برابری دوره ها)، اما آنها لایه های متناوب از یک یا ترکیب دیگر (شکل 5). K. s وجود دارد. (به عنوان مثال، سیلیکات های لایه ای) با پوشش نامنظم دو یا چند نوع لایه ثابت. برای مثال ساختمان ها ساختارهای مفصلی "روبان" یا "ستون" ثابت ترکیب بندی. همه اینها در واقع یک جفت منسجم در یک بلور واحد در سطح اتمی ریز بخش های تجزیه است. ک.س.

برنج. 5. میکروگراف الکترونی آرایش اتم ها در ساختار ناهمگن AlAs-GaAs (بزرگنمایی 10 6).

اختلالات پیچیده تر نظم، که منجر به از دست دادن جزئی یا کامل اصول می شود. نشانه K. s. - سفارش دوربرد (نگاه کنید به. سفارش دوربرد و کوتاه برد)مشاهده شده در ساختار پلیمرها، بلورهای مایع، شبه بلورها

ک.س. مواد خاص بر اساس تقارن و نوع شیمیایی طبقه بندی می شوند. اتصالات بسیاری از مواد از مواد شیمیایی مختلف. ترکیب، اما با نسبت یکسان تعداد اتم ها از نظر هندسی K.s مشابه دارند که به آن می گویند. از ساختار (به عنوان مثال MgO و TiN - نوع ساختاری NaCl). از تقارن K.s. پیش بینی عوامل فیزیکی احتمالی در یک کریستال ممکن است. خواص ویژگی های کمی خواص مختلف، به عنوان مثال، الاستیک، نوری، الکتریکی و غیره را می توان به آرایش خاص اتم ها در یک ساختار کیهانی مرتبط کرد و گاهی اوقات می توان مستقیماً از ساختار کیهانی محاسبه کرد. (سانتی متر. کریستال)

روشن:گزارش های ساختاری انتشار برای کارآموز اتحادیه کریستالوگرافی، اوترخت، 1951-87 - ; ساختارها و ابعاد مولکولی کتابشناسی، ویرایش. توسط O. Kennard and D. Watson، v. 1-15، اوترخت، 1971-84; مدرن، ج 2، م.، 1979; نوترون ها و جامدات، جلد 2، M.، 1981; Vainshtein B.K.، طبقه بندی ساختاری حالات ماده، در کتاب: کریستالوگرافی و شیمی کریستال، M.، 1986; Walls A., Structural Inorganic Chemistry, trans. از انگلیسی، ج 1، م.، 1987. B. K. واینستین

دایره المعارف فیزیکی. در 5 جلد. - م.: دایره المعارف شوروی. سردبیر A. M. Prokhorov. 1988 .

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

کریستال ها (از واژه یونانی xeufbllpt، در اصل - یخ، بعدها - کریستال سنگ، کریستال) اجسام جامدی هستند که در آنها اتم ها به طور منظم مرتب می شوند و یک آرایش فضایی تناوبی سه بعدی - یک شبکه بلوری را تشکیل می دهند.

کریستال ها مواد جامدی هستند که بر اساس ساختار داخلی خود، یعنی بر روی یکی از چندین آرایش منظم خاص ذرات (اتم ها، مولکول ها، یون ها) که ماده را تشکیل می دهند، شکل بیرونی طبیعی چند وجهی متقارن منظم دارند.

خواص:

یکنواختی. این خاصیت در این واقعیت آشکار می شود که دو حجم ابتدایی یکسان از یک ماده کریستالی، که به طور یکسان در فضا قرار دارند، اما در نقاط مختلف این ماده بریده شده اند، در تمام خواص آنها کاملاً یکسان هستند: آنها دارای رنگ، وزن مخصوص، سختی یکسان هستند. هدایت حرارتی، هدایت الکتریکی و غیره

باید در نظر داشت که مواد کریستالی واقعی اغلب حاوی ناخالصی ها و اجزای دائمی هستند که شبکه های کریستالی آنها را مخدوش می کند. بنابراین، همگنی مطلق در بلورهای واقعی اغلب وجود ندارد.

ناهمسانگردی کریستال ها

بسیاری از کریستال ها دارای خاصیت ناهمسانگردی هستند، یعنی وابستگی خواص آنها به جهت، در حالی که در مواد همسانگرد (بیشتر گازها، مایعات، جامدات بی شکل) یا شبه همسانگرد (چند بلورها) خواص آنها به جهت بستگی ندارد. فرآیند تغییر شکل غیرکشسانی کریستال‌ها همیشه در امتداد سیستم‌های لغزش کاملاً مشخص رخ می‌دهد، یعنی فقط در امتداد سطوح کریستالوگرافی خاص و فقط در یک جهت کریستالوگرافی خاص. به دلیل توسعه ناهمگن و نابرابر تغییر شکل در نواحی مختلف محیط کریستالی، برهمکنش شدیدی بین این نواحی از طریق تکامل میدان‌های ریز تنش رخ می‌دهد.

در همان زمان، کریستال هایی وجود دارند که در آنها ناهمسانگردی وجود ندارد.

در فیزیک عدم کشش مارتنزیتی، مواد تجربی غنی، به ویژه در مورد اثرات حافظه شکل و شکل پذیری تبدیل، انباشته شده است. مهمترین موضع فیزیک کریستال در مورد توسعه غالب تغییر شکل های غیر کشسان تقریباً منحصراً از طریق واکنش های مارتنزیتی به طور تجربی ثابت شده است. اما اصول ساخت یک نظریه فیزیکی عدم کشش مارتنزیتی نامشخص است. وضعیت مشابهی در مورد تغییر شکل کریستال توسط دوقلوی مکانیکی رخ می دهد.

پیشرفت قابل توجهی در مطالعه پلاستیسیته نابجایی فلزات حاصل شده است. در اینجا نه تنها مکانیسم های اساسی ساختاری و فیزیکی اجرای فرآیندهای تغییر شکل غیرکشسان درک می شود، بلکه روش های موثری برای محاسبه پدیده ها نیز ایجاد شده است.

توانایی خود تقطیر خاصیت بلورها برای تشکیل چهره در طول رشد آزاد است. اگر یک توپ حک شده از ماده ای، مثلاً نمک خوراکی، در محلول فوق اشباع آن قرار گیرد، پس از مدتی این توپ به شکل مکعب در می آید. در مقابل، یک مهره شیشه ای شکل خود را تغییر نمی دهد زیرا یک ماده بی شکل نمی تواند خود تقطیر شود.

نقطه ذوب ثابت اگر جسم کریستالی را گرم کنید، دمای آن تا حد مشخصی افزایش می‌یابد؛ با گرم شدن بیشتر، این ماده شروع به ذوب شدن می‌کند و دما برای مدتی ثابت می‌ماند، زیرا تمام گرما برای از بین بردن شبکه کریستالی می‌رود. دمایی که در آن ذوب شروع می شود نقطه ذوب نامیده می شود.

طبقه بندی کریستال

ساختار کریستالی

ساختار کریستالی، مجزا بودن برای هر ماده، به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اولیه این ماده اشاره دارد. ساختار کریستالی مجموعه ای از اتم ها است که در آن گروه خاصی از اتم ها به نام واحد محرکه با هر نقطه از شبکه بلوری مرتبط است و همه این گروه ها از نظر ترکیب، ساختار و جهت گیری نسبت به شبکه یکسان هستند. می توان در نظر گرفت که ساختار در نتیجه سنتز شبکه و واحد موتیف، در نتیجه انتشار واحد موتیف توسط گروه ترجمه به وجود می آید.

در ساده ترین حالت، واحد موتیف از یک اتم تشکیل شده است، به عنوان مثال در بلورهای مس یا آهن. ساختاری که بر اساس چنین واحد موتیفی ایجاد می شود از نظر هندسی بسیار شبیه به یک شبکه است، اما همچنان در این تفاوت که از اتم ها تشکیل شده است تا نقاط. این شرایط اغلب در نظر گرفته نمی شود و اصطلاحات "شبکه کریستالی" و "ساختار بلوری" برای چنین کریستال هایی به عنوان مترادف استفاده می شود که دقیق نیست. در مواردی که واحد موتیف از نظر ترکیب پیچیده تر است - از دو یا چند اتم تشکیل شده است، شباهت هندسی شبکه و ساختار وجود ندارد و جابجایی این مفاهیم منجر به خطا می شود. به عنوان مثال، ساختار منیزیم یا الماس از نظر هندسی با شبکه منطبق نیست: در این ساختارها، واحدهای موتیف از دو اتم تشکیل شده‌اند.

پارامترهای اصلی مشخص کننده ساختار کریستالی، که برخی از آنها به هم مرتبط هستند، به شرح زیر است:

§ نوع شبکه کریستالی (سیستمونی، شبکه Bravais);

§ تعداد واحدهای فرمول در هر سلول واحد.

§ گروه فضایی;

§ پارامترهای سلول واحد (ابعاد و زوایای خطی)؛

مختصات اتم ها در یک سلول.

§ اعداد هماهنگی همه اتم ها.

نوع سازه ای

ساختارهای بلوری که دارای گروه فضایی یکسان و آرایش یکسان اتم ها در موقعیت های شیمیایی کریستالی (مدار) هستند در انواع ساختاری ترکیب می شوند.

شناخته شده ترین انواع ساختاری عبارتند از مس، منیزیم، ب-آهن، الماس (مواد ساده)، کلرید سدیم، اسفالریت، وورتزیت، کلرید سزیم، فلوریت (ترکیبات دوتایی)، پروسکایت، اسپینل (ترکیبات سه تایی).

سلول کریستالی

ذرات تشکیل دهنده این جامد یک شبکه کریستالی تشکیل می دهند. اگر شبکه‌های کریستالی از نظر استریومتری (از نظر فضایی) یکسان یا مشابه باشند (تقارن یکسان داشته باشند)، پس تفاوت هندسی بین آنها به ویژه در فواصل مختلف بین ذرات اشغال‌کننده محل‌های شبکه نهفته است. فاصله بین ذرات خود پارامترهای شبکه نامیده می شود. پارامترهای شبکه، و همچنین زوایای چند وجهی هندسی، با روش های فیزیکی تحلیل سازه، به عنوان مثال، روش های تحلیل ساختاری اشعه ایکس تعیین می شوند.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

برنج. سلول کریستالی

اغلب جامدات (بسته به شرایط) بیش از یک شکل شبکه کریستالی را تشکیل می دهند. چنین اشکالی را اصلاحات چند شکلی می نامند. به عنوان مثال، از میان مواد ساده، گوگرد لوزی و مونوکلینیک، گرافیت و الماس شناخته شده است که اصلاحات شش ضلعی و مکعبی کربن هستند؛ در میان مواد پیچیده، کوارتز، تری دیمیت و کریستوبالیت تغییرات مختلفی از دی اکسید سیلیکون وجود دارد.

انواع کریستال

جداسازی کریستال ایده آل و واقعی ضروری است.

کریستال کامل

این در واقع یک شیء ریاضی است که دارای تقارن کامل و ذاتی و لبه های صاف ایده آل است.

کریستال واقعی

همیشه دارای عیوب مختلف در ساختار داخلی شبکه، اعوجاج و بی نظمی در وجوه است و به دلیل شرایط رشد خاص، ناهمگونی محیط تغذیه، آسیب و تغییر شکل، تقارن چند وجهی کاهش یافته است. یک کریستال واقعی لزوماً دارای چهره های کریستالوگرافی و شکل منظم نیست، اما خاصیت اصلی خود را حفظ می کند - موقعیت منظم اتم ها در شبکه کریستالی.

نقص در شبکه کریستالی (ساختار واقعی کریستال ها)

در بلورهای واقعی همیشه انحرافاتی از نظم ایده آل در آرایش اتم ها وجود دارد که به آن نقص یا نقص شبکه می گویند. بر اساس هندسه اختلالات شبکه ای که ایجاد می کنند، عیوب به نقطه ای، خطی و سطحی تقسیم می شوند.

عیوب نقطه ای

در شکل شکل 1.2.5 انواع مختلف عیوب نقطه را نشان می دهد. اینها جاهای خالی هستند - سایت های شبکه خالی، اتم های "خود" در بینابینی ها، و اتم های ناخالصی در سایت های شبکه و میانا. دلیل اصلی تشکیل دو نوع عیب اول حرکت اتم هاست که با افزایش دما شدت آن افزایش می یابد.

برنج. 1.2.5. انواع عیوب نقطه ای در شبکه کریستالی: به ترتیب 1 - جای خالی، 2 - اتم در یک سایت بینابینی، 3 و 4 - اتم ناخالصی در یک سایت و محل بینابینی.

در اطراف هر نقص نقطه ای، اعوجاج موضعی شبکه با شعاع R 1...2 دوره شبکه رخ می دهد (شکل 1.2.6 را ببینید)، بنابراین، اگر چنین عیوب زیادی وجود داشته باشد، بر ماهیت توزیع تأثیر می گذارد. نیروهای پیوند بین اتمی و بر این اساس، خواص کریستال ها.

برنج. 1.2.6. اعوجاج موضعی شبکه کریستالی در اطراف یک جای خالی (a) و یک اتم ناخالصی در محل شبکه (b)

عیوب خطی

عیوب خطی را دررفتگی می گویند. ظاهر آنها به دلیل وجود در قسمت های خاصی از کریستال نیمه هواپیماهای اتمی "اضافی" (فوق العاده) ایجاد می شود. همانطور که در شکل نشان داده شده است، آنها در هنگام تبلور فلزات (به دلیل نقض نظم پر کردن لایه های اتمی) یا در نتیجه تغییر شکل پلاستیک آنها به وجود می آیند. 1.2.7.

برنج. 1.2.7. تشکیل یک دررفتگی لبه () در نتیجه جابجایی جزئی قسمت بالایی کریستال تحت تأثیر نیرو: ABCD - صفحه لغزش. EFGН - هواپیمای اضافی؛ EN - خط دررفتگی لبه

مشاهده می شود که تحت تأثیر یک نیروی برشی، یک جابجایی جزئی در قسمت بالایی کریستال در امتداد یک صفحه لغزنده خاص ("برشی سبک") ABCD رخ داده است. در نتیجه هواپیمای اضافی EFGH تشکیل شد. از آنجایی که به سمت پایین ادامه نمی‌یابد، یک اعوجاج الاستیک شبکه در اطراف لبه آن EH با شعاع چندین فاصله بین اتمی ظاهر می‌شود (یعنی 10 -7 سانتی‌متر - به مبحث 1.2.1 مراجعه کنید)، میزان این اعوجاج چندین برابر بیشتر است (می‌تواند به 0.1 ... 1 سانتی متر می رسد).

این نقص کریستال در اطراف لبه صفحه خارج یک نقص شبکه خطی است و نابجایی لبه نامیده می شود.

مهمترین خواص مکانیکی فلزات - استحکام و شکل پذیری (به مبحث 1.1 مراجعه کنید) - با وجود نابجایی ها و رفتار آنها در هنگام بارگذاری بدن تعیین می شود.

اجازه دهید در مورد دو ویژگی مکانیسم حرکت دررفتگی صحبت کنیم.

1. نابجایی ها می توانند به راحتی (در بار کم) در امتداد صفحه لغزش از طریق حرکت "مسابقه رله" هواپیمای اضافی حرکت کنند. در شکل شکل 1.2.8 مرحله اولیه چنین حرکتی را نشان می دهد (الگوی دو بعدی در صفحه ای عمود بر خط دررفتگی لبه).

برنج. 1.2.8. مرحله اولیه حرکت رله یک دررفتگی لبه (). A-A - هواپیمای کشویی، 1-1 هواپیمای اضافی (موقعیت اولیه)

تحت تأثیر نیرو، اتم های صفحه اضافی (1-1) اتم های (2-2) واقع در بالای صفحه لغزنده را از صفحه (2-3) جدا می کنند. در نتیجه، این اتم ها یک صفحه اضافی جدید را تشکیل می دهند (2-2). اتم های صفحه اضافی "قدیمی" (1-1) فضاهای خالی را اشغال می کنند و ساخت هواپیما را تکمیل می کنند (1-1-3). این عمل به معنای ناپدید شدن نابجایی "قدیمی" مرتبط با صفحه اضافی (1-1) و ظهور یک "جدید" مرتبط با صفحه اضافی (2-2) است، یا به عبارت دیگر، انتقال "باتوم رله" - جابجایی به یک فاصله بین سطحی. این حرکت رله نابجایی تا رسیدن به لبه کریستال ادامه خواهد داشت، که به معنای جابجایی قسمت بالایی آن به اندازه یک فاصله بین سطحی (یعنی تغییر شکل پلاستیک) خواهد بود.

این مکانیسم به تلاش زیادی نیاز ندارد، زیرا شامل ریزجابجایی‌های متوالی است که تنها بر تعداد محدودی از اتم‌های اطراف صفحه اضافی تأثیر می‌گذارد.

2. البته بدیهی است که چنین سهولتی در لغزش نابجایی ها تنها در صورتی مشاهده می شود که هیچ مانعی در مسیر آنها وجود نداشته باشد. چنین موانعی هرگونه نقص شبکه (مخصوصاً خطی و سطحی!) و همچنین ذرات سایر فازها، در صورت وجود در مواد هستند. این موانع باعث ایجاد اعوجاج های شبکه می شوند که غلبه بر آنها به نیروهای خارجی اضافی نیاز دارد و بنابراین می تواند حرکت نابجایی ها را مسدود کند. آنها را بی حرکت کنید

عیوب سطحی

تمام فلزات صنعتی (آلیاژها) مواد پلی کریستالی هستند، یعنی. شامل تعداد زیادی کریستال کوچک (معمولاً 10-2 ... 10-3 سانتی متر) با جهت هرج و مرج که به آنها دانه می گویند. بدیهی است که تناوب شبکه ذاتی هر دانه (تک کریستال) در چنین ماده ای مختل می شود، زیرا صفحات کریستالوگرافی دانه ها نسبت به یکدیگر با زاویه b می چرخند (شکل 1.2.9) را ببینید. که از کسری تا چند ده درجه متغیر است.

برنج. 1.2.9. طرح ساختار مرزهای دانه در یک ماده پلی کریستالی

مرز بین دانه ها یک لایه انتقالی است که تا 10 فاصله بین اتمی عرض دارد، معمولاً با آرایش نامنظم اتم ها. اینجا جایی است که دررفتگی ها، جاهای خالی و اتم های ناخالصی انباشته می شوند. بنابراین، در بخش عمده ای از مواد پلی کریستالی، مرزهای دانه دارای عیوب سطحی دو بعدی هستند.

تاثیر عیوب شبکه بر خواص مکانیکی کریستال ها راه های افزایش مقاومت فلزات

استحکام توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر تغییر شکل و تخریب تحت تأثیر بار خارجی است.

استحکام اجسام کریستالی به عنوان مقاومت آنها در برابر بار اعمال شده، تمایل به حرکت یا در نهایت پاره کردن یک قسمت از کریستال نسبت به قسمت دیگر درک می شود.

وجود نابجایی های متحرک در فلزات (در حال حاضر در طول فرآیند کریستالیزاسیون تا 10 6 ... 10 8 نابجایی در مقطعی برابر با 1 سانتی متر مربع ظاهر می شود) منجر به کاهش مقاومت آنها در برابر بارگذاری می شود، یعنی. شکل پذیری بالا و استحکام کم

بدیهی است که موثرترین راه برای افزایش استحکام، حذف نابجایی ها از فلز است. با این حال، این مسیر از نظر فناوری پیشرفته نیست، زیرا فلزات بدون دررفتگی را فقط می توان به شکل رشته های نازک (به اصطلاح "سبیل") با قطر چند میکرون و طول تا 10 میکرون به دست آورد.

بنابراین، روش های عملی تقویت مبتنی بر ترمز، مسدود کردن دررفتگی های متحرک با افزایش شدید تعداد عیوب شبکه (در درجه اول خطی و سطحی!) و همچنین ایجاد مواد چند فازی است.

روشهای سنتی افزایش مقاومت فلزات عبارتند از:

- تغییر شکل پلاستیک (پدیده سخت شدن یا سخت شدن کار)،

- عملیات حرارتی (و شیمیایی- حرارتی)،

– آلیاژسازی (معرفی ناخالصی های خاص) و رایج ترین رویکرد، ایجاد آلیاژ است.

در پایان، لازم به ذکر است که افزایش استحکام بر اساس مسدود کردن نابجایی های متحرک منجر به کاهش شکل پذیری و مقاومت ضربه و بر این اساس، قابلیت اطمینان عملیاتی مواد می شود.

بنابراین، مسئله درجه سخت شدن باید به صورت جداگانه و بر اساس هدف و شرایط عملیاتی محصول تصمیم گیری شود.

Polymorphism در معنای لغوی کلمه به معنای چندشکل بودن است، یعنی. پدیده ای که در آن موادی با ترکیب شیمیایی یکسان در ساختارهای مختلف متبلور می شوند و کریستال هایی از سنگوژی های مختلف را تشکیل می دهند. به عنوان مثال، الماس و گرافیت ترکیب شیمیایی یکسانی دارند، اما ساختارهای متفاوتی دارند؛ هر دو کانی از نظر خواص فیزیکی به شدت متفاوت هستند. خواص مثال دیگر کلسیت و آراگونیت است - آنها ترکیب یکسانی از CaCO 3 دارند، اما نشان دهنده پلی مورف های مختلف هستند.

پدیده پلی مورفیسم با شرایط تشکیل مواد کریستالی همراه است و به این دلیل است که فقط ساختارهای خاصی در شرایط مختلف ترمودینامیکی پایدار هستند. بنابراین، قلع فلزی (به اصطلاح قلع سفید) هنگامی که دما به زیر 18- درجه سانتیگراد کاهش می یابد، ناپایدار می شود و خرد می شود و "قلع خاکستری" ساختار متفاوتی را تشکیل می دهد.

ایزومورفیسم. آلیاژهای فلزی ساختارهای کریستالی با ترکیب متغیر هستند که در آن اتم های یک عنصر در میان شبکه بلوری عنصر دیگر قرار دارند. اینها محلولهای به اصطلاح جامد نوع دوم هستند.

برخلاف محلول‌های جامد نوع دوم، در محلول‌های جامد نوع اول، اتم‌ها یا یون‌های یک ماده کریستالی را می‌توان با اتم‌ها یا یون‌های دیگری جایگزین کرد. دومی در گره های شبکه کریستالی قرار دارند. محلول هایی از این نوع را مخلوط های ایزومورف می نامند.

شرایط لازم برای تظاهر ایزومورفیسم:

1) فقط یون های هم علامت را می توان جایگزین کرد، یعنی کاتیون با کاتیون، و آنیون با آنیون.

2) فقط اتم ها یا یون های با اندازه مشابه را می توان جایگزین کرد، یعنی. تفاوت در شعاع یونی نباید از 15% برای ایزومورفیسم کامل و 25% برای ایزومورفیسم ناقص تجاوز کند (مثلاً Ca 2+ روی Mg 2+)

3) فقط یون هایی که از نظر درجه قطبش نزدیک هستند (یعنی در درجه یونیته-کووالانسی پیوند) می توانند جایگزین شوند.

4) فقط عناصری که تعداد هماهنگی یکسانی در یک ساختار کریستالی مشخص دارند می توانند جایگزین شوند

5) جانشینی های ایزومورف باید به این ترتیب اتفاق بیفتد. به طوری که تعادل الکترواستاتیک شبکه کریستالی به هم نخورد.

6) جانشینی های ایزومورف در جهت افزایش انرژی شبکه رخ می دهد.

انواع ایزومورفیسم. 4 نوع ایزومورفیسم وجود دارد:

1) ایزومورفیسم هم‌و ظرفیتی با این واقعیت مشخص می‌شود که در این حالت یون‌هایی با ظرفیت یکسان وجود دارد و تفاوت در اندازه‌های شعاع یونی نباید بیش از 15٪ باشد.

2) ایزومورفیسم هترو ظرفیتی. در این حالت، جایگزینی یونهای با ظرفیت متفاوت رخ می دهد. با چنین جایگزینی، نمی توان یک یون را بدون برهم زدن تعادل الکترواستاتیک شبکه کریستالی با یون دیگری جایگزین کرد، بنابراین، با ایزومورفیسم هترو ظرفیتی، یک یون جایگزین نمی شود، بلکه گروهی از یون ها با ظرفیت معین جایگزین می شوند. توسط گروه دیگری از یون ها در حالی که ظرفیت کل یکسانی را حفظ می کند.

در این مورد، لازم است همیشه به یاد داشته باشید که جایگزینی یون یک ظرفیت با یون دیگری همیشه با جبران ظرفیت همراه است. این جبران می تواند در هر دو بخش کاتیونی و آنیونی ترکیبات رخ دهد. در این مورد، شرایط زیر باید رعایت شود:

الف) مجموع ظرفیت های یون های جایگزین شده باید برابر با مجموع ظرفیت های یون های جایگزین باشد.

ب) مجموع شعاع‌های یونی یون‌های جایگزین شده باید نزدیک به مجموع شعاع‌های یونی یون‌های جایگزین باشد و ممکن است بیش از 15 درصد با آن تفاوت نداشته باشد (برای ایزومورفیسم کامل).

3) هم ساختاری. چیزی که اتفاق می‌افتد این نیست که یک یون با یون دیگری یا گروهی از یون‌ها توسط گروهی دیگر جایگزین شود، بلکه یک "بلوک" کامل از یک شبکه کریستالی با "بلوک" مشابه دیگری جایگزین می‌شود. این تنها در صورتی می تواند اتفاق بیفتد که ساختار کانی ها از یک نوع باشند و اندازه سلول های واحد مشابهی داشته باشند.

4) ایزومورفیسم از نوع خاص.

دررفتگی عیب شبکه کریستالی

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

ویژگی های اثر پیزوالکتریک مطالعه ساختار کریستالی اثر: در نظر گرفتن مدل، تغییر شکل‌های کریستالی. مکانیسم فیزیکی اثر پیزوالکتریک معکوس خواص کریستال های پیزوالکتریک اعمال یک اثر.

کار دوره، اضافه شده در 12/09/2010


اطلاعاتی در مورد ارتعاشات شبکه های کریستالی، عملکردهایی که مقادیر فیزیکی آنها را توصیف می کنند. سیستم های مختصات کریستالوگرافی محاسبه انرژی برهمکنش اتم ها در کریستال های کووالانسی، طیف ارتعاش شبکه کریستالی تنگستات باریم.

پایان نامه، اضافه شده 01/09/2014


عبور جریان از الکترولیت ها ماهیت فیزیکی هدایت الکتریکی تأثیر ناخالصی ها و عیوب ساختار کریستالی بر مقاومت فلزات. مقاومت لایه های فلزی نازک. پدیده های تماسی و نیروی ترموالکتروموتور.

چکیده، اضافه شده در 2010/08/29


مفهوم و طبقه بندی عیوب در کریستال ها: انرژی، الکترونیکی و اتمی. عیوب اصلی کریستال ها، شکل گیری عیوب نقطه ای، غلظت آنها و سرعت حرکت در امتداد کریستال. انتشار ذرات به دلیل حرکات جای خالی.

چکیده، اضافه شده در 1390/01/19


جوهر چند شکلی، تاریخچه کشف آن. خواص فیزیکی و شیمیایی تغییرات چندشکلی کربن: الماس و گرافیت، تجزیه و تحلیل مقایسه ای آنها. تبدیل های چند شکلی کریستال های مایع، لایه های نازک دی یدید قلع، فلزات و آلیاژها.

کار دوره، اضافه شده در 04/12/2012


حالات کریستالی و بی شکل جامدات، علل عیوب نقطه ای و خطی. هسته زایی و رشد کریستال ها. تولید مصنوعی سنگ های قیمتی، محلول های جامد و کریستال های مایع. خواص نوری کریستال های مایع کلستریک

چکیده، اضافه شده در 2010/04/26


تاریخچه توسعه مفهوم کریستال های مایع. بلورهای مایع، انواع و خواص اساسی آنها. فعالیت نوری کریستال های مایع و خواص ساختاری آنها اثر فردریک اصل فیزیکی عملکرد دستگاه های LCD. میکروفون نوری.

آموزش، اضافه شده در 12/14/2010


کریستالیزاسیون فرآیند انتقال فلز از حالت مایع به جامد با تشکیل یک ساختار کریستالی است. طرح تشکیل درز در حین جوشکاری قوس الکتریکی. عوامل کلیدی و شرایط لازم برای شروع رشد کریستال های فلزی مایع.

ارائه، اضافه شده در 2015/04/26


مطالعه ساختار (تشکیل بوسیله بلورهایی که به صورت آشفته چیده شده‌اند) و روش‌های تولید (خنک کردن مذاب، رسوب بخار، بمباران کریستال‌ها با نورون‌ها) شیشه‌ها. آشنایی با فرآیندهای تبلور و انتقال شیشه.

چکیده، اضافه شده در 2010/05/18


نقص در کریستال های واقعی، اصل کار ترانزیستورهای دوقطبی. اعوجاج شبکه کریستالی در محلول های جامد بینابینی و جانشینی. پدیده های سطحی در نیمه هادی ها پارامترهای ترانزیستور و ضریب انتقال جریان امیتر.