Идеальный кристалл. Анизотропия свойств кристаллических тел.

ИДЕАЛЬНЫЙ КРИСТАЛЛ

10 КЛАСС

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ТВЁРДЫХ ТЕЛ И ИХ МОЛЕКУЛЯРНО – КИНЕТИЧЕСКОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ

СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

ГАЗ

ПЛОТНОСТЬ

ЖИДКОСТЬ

ФОРМА

ПРОЧНОСТЬ

ЗАНИМАЕТ ВСЁ ВОЗМОЖНОЕ ПРОСТРАНСТВО

ТВЁРДОЕ ТЕЛО

СВОЙСТВА

ПОВТОРЯЕТ ФОРМУ СОСУДА

СОХРАНЯЕТ В ШИРОКИХ ГРАНИЦАХ СВОЮ ФОРМУ

ВОЗРАСТАЕТ

ВОЗРАСТАЕТ

ВЫВОД: ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ, ДВИЖЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧАСТИЦ ВЕЩЕСТВА ОБЪЯСНЯЮТ ЕГО ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА В ТОМ ИЛИ ИНОМ АГРЕГАТНОМ СОСТОЯНИИ

ТВЁРДЫЕ ТЕЛА

Большинство веществ в умеренном климате Земли находится в твёрдом состоянии. Твёрдые тела сохраняют не только форму, но и объём.

По характеру относительного расположения частиц твердые тела делятся на три вида:

• кристаллические ( сера , модификации углерода – графит, алмаз ; модификации диоксида кремния – кварц, тридимит, кристобалит);
• аморфные - конденсированное состояние веществ, атомная структура которых имеет ближний порядок и не имеет дальнего порядка, характерного для кристаллических структур.

Пример: стёкла (искусственные и вулканические), смолы, клеи, парафин, воск ;

• композиты - многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жёсткостью .

(железобетон, железографит, стеклопластик)

Обычная клееная фанера является широко распространённым композитным материалом

ВИДЫ КРИСТАЛЛОВ:

Идеальный кристалл  — является математическим объектом, лишённым любых дефектов строения, а также имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани.

Реальный кристалл  — всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решётки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Не обязательно обладает кристаллографическими гранями и правильной формой, но у него сохраняется главное свойство — закономерное положение атомов в кристаллической решётке.

ПОЛИМОРФИЗМ-

• способность вещества существовать в состояниях с разной кристаллической структурой. Пример: углерод.

Свойства вещества в состояниях с разной кристаллической структурой различны.

ПРИМЕРЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЁТОК

1) поваренная соль NaCl;

2) медь;

3) кристалл натрия;

4) кристалл магния.

Шарики – точки равновесного положения атомов, а линии, соединяющие шарики ,- силы взаимодействия между ними.

Кристаллы водорода,

аргона, брома

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ ТВЁРДОГО ТЕЛА

Аморфное состояние тела:

• отсутствует дальний порядок в расположении частиц;
• вещество может переходить из аморфного состояния в кристаллическое и обратно (кристаллический сахар и аморфный леденец);
• нет определённой температуры плавления;
• аморфные тела изотропны: их свойства одинаковы по всем направлениям.

ПОЛИМЕРЫ -

- вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев. Молекулы полимеров содержат десятки и сотни атомов.

2 класса: 1) природные (белки, натуральный каучук);

2) синтетические (полиэтилен, эпоксидные смолы).

Полимеры могут находиться как в аморфном, так и в кристаллическом состоянии.

АНИЗОТРОПИЯ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕЛ

10 КЛАСС

ПОЛИКРИСТАЛЛЫ

МОНОКРИСТАЛЛЫ

- большое количество сросшихся монокристаллов.

- одиночные кристаллы.

Физические свойства:

Физические свойства:

• Правильная геометрическая форма.
• Постоянная температура плавления
• Анизотропия - зависимость свойств среды от выбранного направления.

1) Правильная геометрическая форма.

ПРИМЕРЫ: поваренная соль, сахарный песок, кварц, исландский шпат, топаз

2) Постоянная температура плавления

3) Изотропия –физические свойства поликристалла не зависят от выбранного в нем направления.

ПРИМЕРЫ: минералы, металлы, керамики

ПОЛИКРИСТАЛЛЫ

МОНОКРИСТАЛЛЫ

• обладают анизотропией теплового расширения, т.е. в разных направлениях расширяются по-разному.
• Существует анизотропия механической прочности монокристаллов (пластина слюды).
• электропроводность и оптические свойства так же зависят от выбранного направления

• тепловое расширение поликристаллов по всем направлениям одинаково.

ПРИЧИНА АНИЗОТРОПИИ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ

МОНОКРИСТАЛЛ

ПОЛИКРИСТАЛЛ

Причина анизотропии свойств монокристаллов является то, что частицы, их образующие, располагаются в определённом порядке.

ВОПРОСЫ

1. Чем отличаются кристаллические тела от аморфных?

2. Перечислите основные свойства кристаллических тел.

3. Перечислите основные свойства аморфных тел.

4. Что называют монокристаллом? Примеры.

5. Какие тела называют поликристаллическими? Примеры.

6. Почему во время процесса плавления температура кристаллического тела не изменяется?

7. Почему у аморфных тел нет определённой температуры плавления?

8. Что такое анизотропия? изотропность?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

ПР.39, 40, записи в тетради.