Реферат Орындаған: Туганбекова Алуа фек 102 Тақырыбы: Қатты денелер

Қатты дене — қалпы тұрақтылығымен, және затты құраушы атомдардың тепе-теңдік жағдайының маңайындағы аз тербелісі түріндегі жылулық қозғалысымен, сипатталатын заттың агрегат күйі. Қатты денелер сұйықтар сияқты өзінің көлемін ғана сақтап қоймайды, сонымен бірге пішінін де сақтай алады. Олар негізінен кристалл күйде болады екен.

Заттың кристалл күйінің негізгі белгісі – оның анизотропиялығы. Анизотропия деп, бір текті дененің әр түрлі бағытта қасиеттері түрліше болатындығына айтады. Мысалы, кристалл дененің жылулық ұлғаю коэффициенті әр түрлі бағытта түрліше болады. Кристаллдардың механикалық, оптикалық және электрлік қасиеттері әр түрлі бағытта бірдей болмайды. Кристалдың өзіне тән сыртқы белгісі – оның геометриялық формасының дұрыс болатындығы. Терезе шынысының бетіне су қатқанда байқалатын мұз кристаллдардың геометриялық дұрыс формалы өрнектері және қардың жеке ұлпаларының дұрыс формалары жалпыға белгілі. Кристаллдардың жан-жағы айнадай жазық болып келеді. Ол жазық жақтар бірімен-бірі түзу қырлар және үшкір бұрыштар жасап қиылысады. Әдетте жақтар біріне қарағанда бірі симетриялы болып орналасады. Мысалы, кварц ұштары алты жақты пирамидалар болып келген алты жақты призма түрінде болып кристаллданады. Ашудас октаэдр пішінінді , ал қара тікен тұз (тас тұз) куб пішінді болып кристаллданады. Бір кристаллды заттың әр түрлерінде оның жақтарының арасындағы бұрыштар еш уақытта өзгермейді.

Былай қарағанда қатты кристалл денелердің саны онша көп болып көрінбеуі мүмкін. Алайда, анығында сыртқы формасының симметриялығы және анизотропиялығы тікелей байқалатын денелердің ғана құрылысы кристалды құрылыс емес. Кварцтың табиғи кристалы (тау хрусталі), тас тұзының кесектері тағы сол сияқты жеке ірі кристалдардың ғана кристалдық құрылысы сыртынан тікелей көрініп тұрады. Мұндай жеке кристалдар монокристалдар деп аталады. Ал қатты денелердің көпшілігінің құрылысы ұсақ кристалды, немесе басқаша айтқанда, поликристалды болады. Тұздардың ұнтағы микроскопиялық жеке кристалдардың жинағы болып табылыды. Бір тұздың ерітіндісінен осы тұздың үлкенмонокристалын қолдан жасап шығаруға болады.

Металдардың барлығының да құрылысы поликристалды болады. Металдың жеке ұсақ кристалдарын бірінің маңында бірін молекулалы күштер ұстап тұрады, сонымен осындай ұсақ кристалдардың жалпы жиыны жай көзбен қарағанда бір тұтас болып көрінетін кесек металл болып табылады. Кішкене жеке кристалдар қалай болса солай ретсіз орналасатын болғандықтан металдың тұтас кесегінде, оны құрайтын жеке кристалдар анизотропиялы болса да, анизотропиялық қасиет болмайды. Металлдың тегістелген, жылтыр бетін қарағанда оның поликристаллдық құрылысын көруге болады; кейде металл кристаллының ірілігі соншалқты, оны жай көзбен көруге болады, ал кейде оны тек микроскоптың жәрдемімен ғана көруге болады.

Кейінгі кезде әр түрлі металдардың монокристалдарын шығарып алудың әдістері табылады. Монокристалдар көбінесе балқыған затты суытқанда құралады. Әдетте балқаған масса (зат) суығанда кристалданудың бірнеше центрі (ядросы) құралады; осы центрлерде пайда болған кішкене кристалдар кейін әр түрлі жылдамдықпен жан-жағына таралып көбейеді де, поликристалдық құрылыс жасалады. Монокристалл шығарып алу үшін тек бір ғана ядро өсерліктей жағдай туғызу керек. Балқыған затқа «ұйытқы» (жеке кристалл) салу және ыдысты төменгі жағынан ақырындап суыту жолымен өлшемдері едәуір болатын металл монокристаллды (мысалы, ұзындығы 20см және одан да артық болатын стержень түрінде) шығарып алуға болады.

Бөлшектердің кристалдарда орналасуының 230 түрі бар екені көрсетелген. Мұнымен қатар симметрия мен кристалдардың химиялық құрамының арасындағы байланысы анықталған және кристаллдық-химиялық анализдің методы сипатталған.
Кристаллдың сыртқы симетриясы – оны құрайтын болшектердің симметриялы болып орналасуының нәтижесі. Бұл пікір XVIII ғасырдың аяқ кезінің өзінде-ақ айтылған болатын. Кристалдардағы атомдар кеңестік решетка жасап біріне қарағанда бірі симметриялы болып орналастындығына қазіргі уақытта біздің тікілей дәлеліміз бар. Бұл дәлел рентген сәулелерінің кристалдық решеткадан диффракциялана алатындығына негізделген.
Қатты денені құрайтын атомдар әрқайсысына көршілес атомдардың барлығы да әсер етеді. Атомдар белгілі бір кеңістік решеткасының бұрыштарына орналасқанда бұлардың әрқайсысына әсер ететін күштер бірін-бірі жояды да, атом тепе-теңдік қалпында болады. Атомдар осылайша орналасуына олардың өз ара потенциялық энергиясының ең аз шамасы сәйкес келеді де, тұтас кристалдың беріктігі міне осыған байланысты болады.
Сонымен, кристалл беріктігі өзінің ішкі симметриясына байланысты болатын күрделі архитектуралық құрылыс болып табылады.

Пайданылған әдебиеттер