А. Ф. Новиков строение вещества
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
|
Рис.42 Внутри кристаллической решетки можно выделить некоторую минимальную структуру, транслирование размеров которой по трем осям координат задает расположение и ориентацию составляющих частиц во всем объеме образца кристалла. Такая минимальная структура получила название элементарной ячейки. Для решетки на рис.42 элементарная ячейка представляет собою куб, составленный из 8 атомов. Важной структурной характеристикой решетки является координационное число, определяющее количество ближайших соседей, окружающих каждый атом (ион) в кристаллической решетке. Как видно из рис. 42, координационное число для простой кубической ячейки составляет K = 6. Для объемно центрированной элементарной ячейки (рис.43) K = 8. 58 Рис.43 Установлено, что в кристаллах галогенидов щелочных металлов (хлорид натрия, хлорид цезия, фторид лития и т.п.) имеются области положительного и отрицательного заряда. При этом наблюдается их регулярное чередование в пространстве внутри кристалла. Микроструктура таких тел может быть смоделирована в виде системы соприкасающихся сфер двух размеров – катионов и анионов, соответственно (рис.44). Рис.44 Такие структуры, тем не менее, оказалось удобным наглядно представлять в виде пространственной кубической решетки, в узлах которой находятся структурные единицы – атомы, ионы или молекулы. Структурный анализ для различных кристаллов привел к выводу, что в твердых телах может существовать ограниченное число типов кристаллических решеток, а именно – 14 типов. В табл.5 представлены элементарные ячейки для этих типов решеток, названных решетками Бравэ (по имени исследователя). Они характеризуются определенными соотношениями длин ребер и углами между ними. В нижнем ряду представлены кубические решетки: примитивная, объемно-центрированная, гранецентрированная. Во втором ряду – тетрагональные, гексагональные и так далее. Эти решетки, точнее – элементарные ячейки решеток, отличаются друг от друга по типу и количеству присутствующих в них элементов симметрии. Наибольшее число элементов симметрии содержат кубические решетки, наименьшее – триклинные решетки. Характер химической связи и соотношение размеров структурных единиц определяет возникновение кристалла с тем или другим типом кристаллической решетки. Ближним порядком называют такое состояние системы, при котором составляющие систему частицы согласуют свое расположение и взаимную ориентацию в пространстве на протяжении нескольких единиц или десятков межатомных (межмолекулярных) расстояний. Ближний порядок распространяется обычно на расстояния не более десятков нанометров – |