Глава 2. Анизотропия кристаллов.

Силы взаимодействия между атомами в кристаллах по разным направлениям неодинаковы.Поэтому механические,тепловыек,электрические и оптические свойства кристаллов по разным направлениям оказываются различными.Это свойство кристаллов называется анизотропией.

В кристаллической решетке различно число частиц,приходящихся на одинаковые по длине,но разные по направлению отрезки(рис. 6), т.е. плотность расположения частиц кристаллической решетки по разным направлениям не одинакова,что и приводит к различию свойств кристалла вдоль этих направлений.

Простейший пример анизотропии кристаллов –неодинаковая их механическая прочность по разным направлениям..Кристаллы легче всего раскалываются с образованием кусков,ограниченных плоскими гранями,пересекающимися под определенными углами..

Например,кристаллы слюды,имеющие вид тонких пластинок,очень легко разделяются на еще более тонкие пластинки.Если разбить кристаллы соли,то получатся более мелкие кристаллы той же формы.Тела,состоящие из одного или нескольких одинаково расположенных кристаллов,легче деформируются в одном направлении,чем в другом. Это, например, относится к кускам льда.По своим механическим свойствам брусок из льда похож на стопу стеклянных пластин, соединенных не вполне затвердевшим клеем.

Бесцветные кристаллы каменной соли прозрачны,как стекло.Если ударить ножом или молоточком по кристаллу,он разбивается на кубики с ровными,гладкими,плоскими гранями.Это явление спайности,т.е. способности раскалываться по ровным,гладким плоскостям,так называемым плоскостям спайности.Кристаллы кальцита тоже обладают спайностью: при ударе они всегда разбиваются вдоль одной из его диагоналей.

Спайность -это проявление анизотропии прочности кристаллов:силы сцепления между атомами в некоторых симметрично расположенных плоскостях очень малы, и кристаллы раскалываются по этим плоскостям.

Теплопроводность некоторых кристаллов по различным направлениям также не одинакова. У графита теплопроводность вдоль слоев в четыре раза больше, чем по нормали к слоям: тепло легче передается в тех плоскостях и направлениях,где атомы плотно упакованы..

Иногда кристаллы образуются прямо из паров,а не из жидкости.В этом случае они бывают особенно правильны.Примером этого является образование инея и снежинок из водяных паров воздуха.Одна снежинка-это группа кристалликов,образованная более чем из двухсот ледяных частичек.Снежные кристаллы образуются из расположенных в безупречном порядке молекул воды.Но почему они всегда шестиугольные?

Каждая снежинка формируется из шестиугольной молекулы воды. Один атом кислорода окружен четырьмя атомами водорода(два через атомные связи и два через водородные мостики).Затем появляются другие такие же молекулы,все они присоединяются к первой.

Главная особенность,определяющая форму кристалла (снежинок),это крепкая связь между молекулами воды,подобная соединению звеньев в цепи.Отсюда и симметрия.Симметрия-это свойство кристаллов совмещаться друг с другом в различных положениях путем поворотов,отражений,параллельных переносов (рис.4.снежинки).

Рис 4

Вывод: Плотность расположения частиц в кристаллической решетке не одинакова по различным направлениям.Силы взаимодействия между атомами в кристаллах по разным направлениям также неодинаковы. Это приводит к зависимости свойств кристаллов от направления-анизотропии.