Строение реальных кристаллов . Часть 1

Многие свойства реального кристаллического вещества зависят от степени совершенства строения его кристаллической решетки. Известно, что реакционная способность реальных кристаллов тем выше, чем больше энергия их решетки отличается от энергии решетки идеального кристалла (в совершенной кристаллической решетке массопередача, необходимая для осуществления реакции в твердой фазе, практически невозможна). В связи с этим целесообразно остановиться на причинах, характере и наиболее важных следствиях этого отличия.

Идеальный кристалл состоит из правильно расположенных во всех направлениях атомов, ионов или молекул. В каждом таком кристалле существует определенная, характерная для него структурная единица или элементарная ячейка, точное повторение которой в трех измерениях образует его решетку (см. рис. 1—4).

Многочисленными исследованиями установлено, что структура реальных кристаллов в той или иной мере всегда или почти всегда отличается от такого идеально правильного построения. Это экспериментально подтверждается наличием в реальных кристаллах диффузии, ионной электропроводности, рассеяния под разными углами пучка рентгеновских лучей и некоторыми другими явления-

ми, несовместимыми с идеальным, правильным построением кристаллов. Лишь в отдельных случаях с большим трудом удалось получить кристаллы, приближающиеся по своему строению к идеальным [35—37].

Отклонения реальных кристаллов от идеальных весьма разнообразны. Основными отклонениями или дефектами, определяющими так называемую грубую структуру кристалла, являются непараллельность друг другу различных его слоев, включения маточного раствора в кристалле, «штриховка» его граней и т. п.

Легко представить себе «мозаичную» структуру кристаллов, состоящих из отдельных блоков правильного кристаллического

строения, которые лишь слегка повернуты относительно друг друга (рис. 6). Подобные кристаллы следовало бы относить к несовершенным1 идеальным кристаллам, поскольку воображаемое строение составляющих их блоков само по себе является идеальным. Практически размеры блоков обычно лежат в пределах от 10~3 до 10~6 см. Углы между блоками имеют величину от долей минуты до нескольких минут. Такое строение реальных кристаллов приводит к тому, что пучок монохроматических рентгеновских лучей отражается гранью реального кристалла не под некоторым определенным углом (рис. 7, а), как это было бы при идеальном кристаллическом строении, а под различными углами, (рис. 7, б), отличающимися друг от друга иногда на несколько минут. Некоторая дезориентация блоков реального кристалла относительно друг друга приводит также к тому, что интенсивность луча, отраженного кристаллом, не всегда совпадает с теоретически вычисленной.

На практике в пределах отдельных блоков, составляющих макрокристалл, всегда имеются те или иные отклонения от его идеального строения. Эти отклонения, называемые дефектами тонкой структуры, могут заключаться, например, в существовании вакантных узлов («дырок») в решетке (по Шоттки) или наличии так

 

Другие части:

Строение реальных кристаллов . Часть 1

Строение реальных кристаллов . Часть 2

Строение реальных кристаллов . Часть 3

Строение реальных кристаллов . Часть 4

Строение реальных кристаллов . Часть 5

 

 

Содержание