Техника - молодёжи 1951-11, страница 12
Доктор ф.чико- яатематических наук Г ЖДАНОВ, Рис. JI. БАШКИРЦЕВА кандидат технических ьаук Г ГОЛЬДЕР и С ПЛВОБАРОВА атом углерода оьружен четырьмя соседними атомами углерод», находящимися на равных расстояниях и образующими тетраэдр Весь кристалл алмаза состоит чз ь.ногомис-..енного повторение этого узора Эти особенности атомной структуры - равномерность распределения соседей и жалость междуатомных расстояний — определяют замечательные свойства а\маза: его исключительную прочность, отсутствие электропроводимости, прозрачность. В графите же атомы располагаются не на одинакоьых расстояниях друг от друга и образуют слои. В каждом слое атомы углерода лежат в вершинах шестиугольников. Расстояния между атоками углерода, образующими шестгугольник, в два с половиной раза меньше, чем между атомами, находящимися в соседних слоях. Атомы, образующие ело ^i, связаны между *_обою крепче, чем с атомами соседнего слоя. Эта особенность атомной структуры графита сказывается в том, что -"н легко распадается на чешуйки. Разрыв проходит всегда Можно привести множество примеров. показывающих зависимость фгзических, химических и других свойств те/ от их атомной структуры. Понятно, ч-fo изучение внутренней атомной структуры представляет огромный научный и практический интерес. АРХИТЕКТУРА КРИСТАЛЛОВ R сякий кристалл представляет собой тело, построенное из рядов атомов, расположенных с правильной закономерностью, периодически повторяющейся в разных направлениях. На рисунке приведена модель кристаллической решетки. Как ви-но из этого рисунка, мы можем провести через атомы линии и Плоскости, различно ориентированные в пространстве. На любой из этих линий или плоскостей атомы будут распределяться равномерно. В этой модели можни выделить элементарн! тй об->ем, так называемую элементарную ячейку, имеющую форму параллелепипеда Весь кристалл построен из большого числа совершенно одинаковых элементарных ячеек, но только в кристалле кирпичи — элементарные 'ячейки — всегда расположены параллельно друг другу но трем измерениям. Представление о пространственных решетка* кристалла было создано цо того, как были разработаны методы структурного анализа. Заслуга в создании теории кристаллических решеток принадлежи™ всемирно известному русскому к ри с~ алло -р а фу Евграфу Степановичу Федорову. Федоров рассмотрел математиге-ским путем все воз-южные типы пространственных решеток с точли зрения их симметрии. Он показал, чл существует 230 видов симметрии криста; лических решеток. Все существующие в природе криста\-лические тела укладываются в классификацию видор решеток устано )ленную Федоровым. Первые исследования строения кристаллов произ -зеденны* спустя 17 лет после разработки Федоровым е^о теории, блестяще подтвердили эту теорию. Федоровские законы кристаллического строения ныне служат основой для проведения структурных исследований. Одной из первых стадпй структурного исследования любого тела является определэние его элементарной ячейки, то-четь измерение длины ее ребер и углов между ре*>- Мод^лъ периодической атом.юй структуры кристалла. В левом никнем углу выделена элементарная ячейке.. Русский ученый Ю В Вульф установил что рассеяние рентгеновских лучей атомами кристалла уд >бно рассматривать как отражение лучей "т атомных плоскостей. Ф изические и химические свойства вещества зависят не только от юго, из каких атомов они cocto.it. Огромное значение ииеет и то, ка.с эти стомы располагаются относительно друг друга. Молекулы или' кристаллы, обладающие разной атомной структурой, разнятся своими свойствами, даз~е если, они построены из одних и тех ж-э атомов. Как не I охоки друг на друга алмаз и графит! А ведь оба они построены из атомов углерода. Но эти а*'омы в ал газе располагаются иначе, чем в грабите. Характерной особенностью атомной структуры алмаза является то, что каждый вдоль с/ абого места — вдол^ слоя. Эта способность графьта делает его прекрасным материалом для изготовления каррннашей. Графит отличается от алмаза и гем, что он лвляется хорошим проводником электричества, непрозрачен и т. д. Как не похож ?иннь.й спирт на метиловый эфлр, хотя молекулы того и другого вещества содержат одно и то же число атомов углерг>-да, кислорода и водорода! И здесь различие в свойствах кроется в ргзличии атомных структур. А как р чзительно меняются свойства стали при закалке, лотя состав ее при эхом не меняете"! Слева — модель кристаллической реш.тки алмаза. Справа — модель кристал.шческой решетки, гранита. 10 |
