Презентация "Кристаллы"

ПРИРОДА КРИСТАЛЛОВ

Кристалл (от греч.krystallos -первонач. - лед) твердые тела, атомы которых образуют упорядоченную периодическую структуру (кристаллическую решетку). Большинство природных и технических твердых материалов являются поликристаллами, одиночные кристаллы называются монокристаллами.

ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ

• Естественный: образование кристаллов в природе(например кристаллы льда).

• Искусственный: Выращивание кристаллов как в лабораторных, так и в домашних условиях.(например кристаллы медного купороса – CuSO 4 ).

Выращивание в домашних условиях

• 1. В сосуд с тёплой водой, непрерывно размешивая, добавляем соль (CuSO 4 ) пока не образуется осадок.
• 2. В полученный избыточный раствор погружаем нить с затравкой(кристалликом соли).
• 3. После чего оставляем полученный раствор с нитью на определённое время(1-2 недели).

Разновидности кристаллов

монокристаллы

Поликристаллы

Самый яркий представитель кристаллов - алмаз.

Алмаз является одним из самых прочных минералов на планете Земля. Твердость алмазов оценивается высшим баллом по шкале Мооса . Она более чем в 100 раз превышает прочность корундов. Алмазы — самые твердые драгоценные камни в мире.

Не случайно алмаз считается «царем камней». Древние греки употребляли для наименования алмазов слово adamas — «несокрушимый». А в Персии слово «алмаз» восходит к слову elma — «твердейший». По существу, алмаз это природный октаэдрический кристалл углерода, сформировавшийся при сверхвысоких давлениях и температурах. Многие алмазы светятся в темноте, особенно если их предварительно потереть.

Самый большой алмаз в истории был найден в ЮАР . Его вес, по предварительным оценкам, равен почти 7 тысячам каратов , или - полутора килограммам.

Корунд

Рубин (древние названия «яхонт» и «карбункул») — прозрачная, окрашенная в кроваво-красный цвет c примесью хрома (Сr) разновидность тугоплавкого минерала корунда — оксида алюминия Аl 2 О 3 . Среди минералов рубин занимает второе место после алмаза по твердости. Кристаллы рубина обладают той степенью блеска, которой не имеют другие прозрачные драгоценные камни, кроме алмазов.

Применение кристаллов

• Кристаллы преломляют лучи, именно поэтому они используются в виде различных призм, линз, а также в лазерных установках.
• Также благодаря своей прочности кристаллы используют в промышленности: как алмазное напыление на инструментах для резки стекла или наконечников свёрл и буров(при сверлении твёрдых пород).
• Помимо технических областей, кристаллы применяют в качестве ювелирных украшений.

Жидкие кристаллы

Состояние вещества, промежуточное между жидким и твердым состояниями. В жидкости молекулы могут свободно вращаться и перемещаться в любых направлениях. В кристаллическом твердом теле они расположены по узлам правильной геометрической сетки, называемой кристаллической решеткой, и могут лишь вращаться в своих фиксированных позициях. В жидком кристалле имеется некоторая степень геометрической упорядоченности в расположении молекул, но допускается и некоторая свобода перемещения.

История открытия

Жидкие кристаллы открыл в 1888  г. австрийский ботаник Ф. Рейнитцер . Он обратил внимание, что у кристаллов холестерилбензоата и холестерилацетата было две точки плавления и, соответственно, два разных жидких состояния — мутное и прозрачное. Однако, учёные не обратили особого внимания на необычные свойства этих жидкостей. Долгое время физики и химики в принципе не признавали жидких кристаллов, потому что их существование разрушало теорию о трёх состояниях вещества: твёрдом, жидком и газообразном. Именно поэтому учёные относили жидкие кристаллы к коллоидным растворам .

Группы жидких кристаллов

• термотропные , образующиеся в результате нагревания твердого вещества и существующие в определенном интервале температур и давлений.

• лиотропные , которые представляют собой двух- или более компонентные системы, образующиеся в смесях стержневидных молекул данного вещества и воды.

Применение

• Одно из важных направлений использования жидких кристаллов — термография . Подбирая состав жидкокристаллического вещества, создают индикаторы для разных диапазонов температуры и для различных конструкций. Например, жидкие кристаллы в виде плёнки наносят на транзисторы , интегральные схемы и печатные платы электронных схем. Неисправные элементы — сильно нагретые или холодные, неработающие — сразу заметны по ярким цветовым пятнам. Новые возможности получили врачи: жидкокристаллический индикатор на коже больного быстро диагностирует скрытое воспаление и даже опухоль .
• С помощью жидких кристаллов обнаруживают пары́ вредных химических соединений и опасные для здоровья человека гамма - и ультрафиолетовое излучения. На основе жидких кристаллов созданы измерители давления , детекторы ультразвука .
• Но самая многообещающая область применения жидкокристаллических веществ — информационная техника. От первых индикаторов, знакомых всем по электронным часам, до цветных телевизоров с жидкокристаллическим экраном размером с почтовую открытку прошло лишь несколько лет. Такие телевизоры дают изображение весьма высокого качества, потребляя ничтожное количество энергии от малогабаритного аккумулятора или батарейки.

Структура

Сейчас известно уже около сотни тысяч органических веществ, которые могут находиться в жидкокристаллическом состоянии, и число таких соединений непрерывно растет.