КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА

Присущее крист. состоянию вещества регулярное расположение частиц (атомов, ионов, молекул), характеризующееся периодич. повторяемостью в трёх измерениях. Для описания К. р. идеального кристалла достаточно знать размещение атомов в её элементарной ячейке, повторением которой путём параллельных переносов (трансляций) образуется К. р. Элементарная ячейка имеет форму параллелепипеда или призмы. Размеры рёбер (базисных векторов) элементарной ячейки наз. периодами идентичности или (в векторной форме) векторами трансляций. Тип симметрии элементарной ячейки определяет кристаллографии, систему кристалла (сингонию).

Ат. структура К. р., расположение всех её частиц описываются т.н. пространственными группами симметрии кристаллов, которые содержат как операции переносов (трансляций), так и операции поворотов, отражений и инверсии и их комбинации. Если к данной точке (узлу) кристалла, например к любому его атому, применить только операции переноса данной пространств, группы, то получается геометрич. трёхмерно-периодич. система узлов, которая и характеризует К. р. В общей сложности имеется 14 видов различающихся по симметрии пространственных трансляц. решёток, наз. решётками Браве (установлены в 1848 франц. кристаллографом О. Браве).

В зависимости от расположения узлов различают примитивные Браве решётки, в которых узлы расположены только в вершинах параллелепипедов, гранецентриро-ванные (в вершинах и в центрах всех граней), объём-ноцентрированные (в вершинах и в центре параллелепипедов) и базоцентрированные (в вершинах и в центрах двух противоположных граней). Все возможные сочетания элементов симметрии в пространстве приводят к 230 пространств, группам симметрии. Полное описание К. р. даётся пространств, группой симметрии, параметрами элементарной ячейки, координатами атомов в ячейке.

В элементарной ячейке К. р. может размещаться от одного (для хим. элементов) до неск. десятков и сотен (для хим. соединений) или тыс. и даже млн. (для высокомолекулярных соединений - белков, вирусов) атомов. В соответствии с этим периоды идентичности К. р. различны- от долей нм до 10 нм. Существованием К. р. объясняются анизотропия свойств кристаллов, плоская форма их граней, постоянство углов и др.

Структура реального кристалла отличается от идеали-зир. схемы, описываемой понятием К. р. В действительности электронные оболочки атомов, составляющих К. р., перекрываются, образуя непрерывное периодич. распределение заряда с максимумами около дискретно расположенных ядер. Идеализацией является также неподвижность атомов. Атомы и молекулы К. р. находятся в состоянии тепловых колебаний, причём характер колебаний (динамика К. р.) зависит от симметрии и взаимодействия атомов.

Известны случаи вращения молекул в К. р. С повышением температуры амплитуда колебаний частиц увеличивается, что в конечном счёте приводит к разрушению К. р. и переходу вещества в жидкое состояние. Атомы в узлах К. р. могут отличаться по ат. номеру (изоморфизм) и по массе ядра (изотопич. изоморфизм); кроме того, в реальных кристаллах всегда имеются разл. рода дефекты - примесные атомы, вакансии, дислокации и т. д. (см. Дефекты кристаллов).

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.