Смотреть больше слов в «Началах современного естествознания»
(от греч. krystallos, первоначальное значение — лёд), твёрдые тела, обладающие трёхмерной периодич. ат. структурой и, при равновесных условиях ... смотреть
(от греч. krystallos - кристалл; первоначально - лед), твердые тела, обладающие трехмерной периодич. атомной (или молекулярной) структурой и, при определенных условиях образования, имеющие естеств. форму правильных симметричных многогранников (рис. 1). Каждому хим. в-ву, находящемуся при данных термодинамич. условиях (т-ре, давлении) в <i> кристаллическом состоянии,</i> соответствует определенная <i>кристаллическая структура</i> <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/4881bb02-09aa-44ce-a1e8-b9a0f42250a9" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №1" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №1"> <br> Рис. 1: <i> а -</i> нек-рые синтетич. монокристаллы и изделия из них (кварц, гранат, КН <sub>2</sub> РО <sub>4</sub>, алюмокалиевые квасцы и др., стержни рубина для лазеров, сапфировые пластинки); <i> б -</i> кристалл аспартат-трансаминазы (длина ~1 мм); в- микромонокристалл Ge (размер ~5 мкм). <p> и определяемая ею внеш. огранка. К., выросший в неравновесных условиях и не имеющий правильной огранки (или потерявший ее в результате обработки), сохраняет кристаллич. структуру и все определяемые ею св-ва. На макроуровне, т. е. при измерении участков К., существенно превышающих расстояния между атомами и размеры элементарных ячеек, К. можно рассматривать как сплошную однородную твердую среду, физ., физ.-хим. и др. св-ва к-рой обладают анизотропией и симметрией. Большинство твердых материалов является поликристаллическими; они состоят из множества отдельных беспорядочно ориентированных мелких кристаллич. зерен (кристаллитов), напр. мн. горные породы, техн. металлы и сплавы. Крупные отдельные однородные К. с непрерывной кристаллич. решеткой называют монокристаллами. Таковы К. минералов, напр. громадные (до сотен кг) К. кварца (горного хрусталя), флюорита, кальцита, полевого шпата или относительно мелкие К.берилла, алмаза и др. К. образуются и растут чаще всего из жидкой фазы - р-ра или расплава; возможно получение К. из газовой фазы или при фазовом превращ. в твердой фазе (см. <i> Кристаллизация, Монокристаллов выращивание</i>). Существуют пром. и лаб. методы выращивания синтетич. К. - аналогов прир. К. (кварц, рубин, алмаз и др.) и разл. техн. К., напр. Si, Ge, лейкосапфира, гранатов. К. образуются и из таких прир. в-в, как белки, нуклеиновые к-ты, а также из вирусов. При определенных условиях можно получить К. синтетич. полимеров. Осн. методы исследования К., их атомной структуры и ее дефектов - рентгенография, нейтронография, электронография, электронная микроскопия; используют также оптич. и спектроскопич. методы, в т. ч. ЭПР, ЯМР, электронную и мёссбауэровскую спектроскопии и др. <br> <b> Геометрия К. </b> Выросшие в равновесных условиях К. имеют форму правильных многогранников той или иной симметрии. Два осн. закона геом. кристаллографии - Стенона (Стено) и Гаюи. Первый (закон постоянства углов) гласит: углы между соответствующими гранями К. одного и того же в-ва постоянны, грани при росте К. передвигаются параллельно самим себе. Закон рациональных параметров Гаюи утверждает, что если принять за оси координат три непараллельных ребра К., то расположение любой грани кристалла можно задать целыми числами. Одна из граней К. р'<sub>1</sub> р'<sub>2</sub> p'<sub>3</sub> условно выбирается как единичная (рис. 2); отрезки Ор <sub>1</sub> (а), Ор <sub>2</sub>(b) и Ор <sub>3</sub> (с),<i></i> отсекаемые этой гранью на координатных ребрах, принимаются за единицы измерения вдоль осей координат. В общем случае оси координат не ортогональны и а№b№с.<i></i> Отрезки, отсекаемые на осях координат любой гранью К., относятся как целые числа p<sub>1</sub>, p<sub>3</sub>,<i></i>p<sub>3</sub>,<i></i> т. е. могут быть выражены как кратные нек-рых осевых единиц <i> а, b</i>, <i> с.</i> Эти геом. законы привели к выводу о существовании кристаллич. решетки, что подтвердилось после открытия дифракции рентгеновских лучей. Гониометрия - измерение межгранных углов К. - являлась до нач. 20 в. осн. методом описания К., их идентификации, однако затем она практически потеряла свое значение благодаря появлению рентгеноструктурного анализа. <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/0b8f2b04-6e6e-4af1-b55b-81c131715f98" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №2" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №2"> <br> Рис. 2. Графич. изображение расположения граней в кристалле. </p><p> Атомная структура К. описывается как совокупность повторяющихся в пространстве одинаковых элементарных ячеек, имеющих форму параллелепипедов с ребрами <i> а, b, с</i> (периоды кристаллич. решетки). Расположение атомных плоскостей кристаллич. решетки (к-рым могут соответствовать и грани К.) характеризуется кристаллографич. индексами (или индексами Миллера). Они связаны с отсекаемыми соответствующей плоскостью на трех осях кристаллографич. системы координат отрезками, длины к-рых p<sub>1</sub>, р <sub>2</sub><i></i> и p<sub>3</sub> выражены в постоянных решетки а, b,с.<i></i> Если величины, обратные p<sub>1</sub>, р <sub>2</sub><i></i> и р <sub>3</sub>,<i></i> привести к общему знаменателю, а затем отбросить его, то полученные три целых числа h=р <sub>2</sub>p<sub>3</sub>, k=p<sub>1</sub>p<sub>3</sub>, l=p<sub>1</sub>p<sub>2</sub> и естъ <i></i> индексы Миллера. Они записываются в круглых скобках (hkl). Как правило, К. имеет грани с малыми значениями индексов, напр. (100), (110), (311). Равенство нулю одного или двух индексов означает, что плоскости параллельны одной из кристаллографич. осей (осей координат). Если грань пересекает отрицат. направление оси, то над индексом ставится знак минус, напр. (121). Периоды ячеек а, b,с <i></i> и углы между ребрами a, b, уизмеряют рентгенографически. <br> <b> Симметрия К. </b> При нек-рых геом. преобразованиях g<sub>i</sub><i></i> К. способен совмещаться с самим собой, оставаясь инвариантным (неизменным). На рис. 3, аизображен К. кварца. Внеш. его форма такова, что поворотом на 120° вокруг оси 3 он м. б. совмещен сам с собой (совместимое равенство). К. Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> (рис. <i>3,6</i>)<i></i> преобразуется сам в себя отражением в плоскости симметрии т(зеркальное равенство). Преобразования (операции) симметрии любого К. g<sub>i </sub>- повороты, отражения, параллельные переносы или комбинации этих преобразований -составляют мат. группы G(g<sub>0</sub>, g<sub>1</sub>,..., g<sub>n-1</sub>). Число попераций, образующих группу G, наз. порядком группы. Группы преобразований К. обозначают G<sup>3</sup><sub>m</sub>, где m - число измерений, в к-ром объект периодичен, верх. индекс 3 означает три измерения пространства, в. к-рых эти группы определены. Кристаллич. многогранник макроскопически непериодичен, группы симметрии таких многогранников (точечные группы) обозначают G<sup>3</sup><sub>0</sub>. Микроструктура К. на атомном уровне - трехмерно-периодическая, т. е. <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/b280b788-f550-4a73-840f-83cbf9bc55ea" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №3" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №3"> <br> Рис. 3. Примеры кристаллов разной симметрии: акристалл кварца (3 - ось симметрии 3-го порядка; 2<sub>x</sub>, 2<sub>y</sub>, 2<sub>w </sub>- оси 2-го порядка); <i> б -</i> кристалл водного Na<sub>2</sub>SiO, (m - плоскость симметрии). </p><p> описывается как кристаллич. решетка, соответствующие группы симметрии G<sup>3</sup><sub>3</sub>.<i></i> После преобразования симметрии части объекта, находившиеся в одном месте, совпадают с частями, находящимися в др. месте. Это означает, что симметричный объект состоит из равных - совместимо и (или) зеркально - частей. Симметрия К. проявляется не только в их структуре и св-вах в реальном трехмерном пространстве, но также и при описании энергетич. спектра электронов кристалла, при анализе дифракции рентгеновских лучей и электронов в кристаллах в обратном пространстве и т. п. Пример К., к-рому присущи неск. операций симметрии, -К. кварца; он совмещается сам с собой при поворотах вокруг оси 3 на 120° (операция g<sub>1</sub>),<i></i> на 240° (операция g<sub>2</sub>), а также при поворотах на 180° вокруг осей 2<sub>x</sub>, 2<sub>y</sub>, 2<sub>w</sub> (операции g<sub>3</sub>, g<sub>4</sub>,<i></i>g<sub>5</sub>). Каждой операции симметрии м. б. сопоставлен элемент симметрии - прямая, плоскость или точка, относительно к-рой производится данная операция. Напр., оси 3, 2<sub>x</sub>, 2<sub>y</sub>, 2<sub>w </sub>- ocи симметрии, плоскость m - плоскость зеркальной симметрии и т. п. Последоват. проведение двух операций симметрии также является операцией симметрии. Всегда существует операция идентичности (отождествление) g<sub>0</sub>=1, ничего не изменяющая в К., геометрически соответствующая неподвижности объекта или повороту его на 360° вокруг любой оси. Точечные группы симметрии. Операции точечной симметрии К.- повороты вокруг оси симметрии порядка N на угол, равный 360<sup>o</sup>/N (рис. 4, а), отражение в плоскости симметрии т(зеркальное отражение; рис. <i>4,</i>6),<i></i> инверсия I (симметрия относительно точки; рис. 4, в) инверсионные повороты N(комбинация поворота на угол 360°<i>/N</i> с одновременной инверсией; рис. 4, г).<i></i> Геометрически возможные сочетания этих операций определяют ту или иную точечную группу симметрии. При преобразованиях точечной симметрии по крайней мере одна точка объекта остается неподвижной. В ней пересекаются <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/9092311d-bf28-4e1a-ab90-491fa3719d26" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №4" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №4"> <br> Рис. 4. Простейшие операции симметрии: <i> а -</i> поворот; б- отражение; в - инверсия; <i> г -</i> инверсионный поворот; <i> д -</i> винтовой поворот; е- скользящее отражение. </p><p> каются все элементы симметрии. Число точечных групп симметрии G<sub>0</sub><sup>3</sup> бесконечно. Однако в К., ввиду наличия кристаллич. решетки, возможны только операции и соотв. оси симметрии до 6-го порядка, кроме 5-го (в кристаллич. <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/41621c6e-28ea-4f7b-992e-ba3b3284bec6" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №5" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №5"> <br> Примечание. Точечные группы симметрия чаще моего в лит. обозначают их международными символами. решетке такая ось невозможна), к-рые обозначаются символами 1, 2, 3, 4. 6, а также инверсионные оси <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/12e720ad-f2ec-441c-851d-ca1f66233034" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №6" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №6"> (она же центр симметрии), 2 (она же плоскость симметрии т), 3, 5, 6. Поэтому число точечных групп симметрии К., иначе наз. кристаллографи ч. классами К., ограниченно, их всего 32 (см. табл.). В международные обозначения точечных групп входят символы порождающих их операций симметрии. Эти группы объединяются по симметрии формы элементарной ячейки в 7 сингоний - триклинную, моноклинную, ромбическую, тетрагональную, тригональную, гексагональную, кубическую. <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/4959577a-ffcc-411b-b775-e55ad7186449" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №7" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №7"> <br> Рис. 5. Простые формы (а)<i></i> кристаллов и нек-рые их комбинации (б). </p><p> Совокупность кристаллографически одинаковых граней (т. е. совмещающихся друг с другом при операциях симметрии данной группы) образует т. наз. простую форму К. Всего существует 47 простых форм К., но в каждом классе могут реализоваться лишь нек-рые из них. К. может быть огранен гранями одной простой формы (рис. 5, а), но чаще комбинацией этих форм (рис. 5,5). Огранка каждого К. подчиняется описывающей его точечной группе симметрии при равномерном развитии кристаллич. многогранника, когда он имеет идеальную форму (рис. 6). Группы, содержащие лишь повороты, описывают К., состоящие только из совместимо равных частей (группы 1-го рода; примеры таких операций даны на рис 4, a, д).<i></i> Группы, содержащие отражения или инверсионные повороты, описывают К., в к-рых есть зеркально равные части (группы 2-го рода; примеры на рис. 4,6, <i> г, е</i>).<i></i> К., описываемые группами 1-го рода, напр. кварца, винной к-ты, могут кристаллизоваться в двух энантиоморфиых формах (правой и левой), каждая из к-рых не содержит элементов симметрии 2-го рода (см. <i>Энантиоморфизм</i>). Мн. св-ва К., принадлежащих к определенным точечным группам симметрии, описываются т. наз. предельными точечными группами, содержащими оси симметрии бесконечного порядка :. Наличие оси : означает, что <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/055b0adc-f629-4c81-b8cd-d9935e65e41f" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №8" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №8"> <br> Рис. 6. Примеры огранки кристаллов, принадлежащих к разным точечным группам симметрии (классам): a - класс 2 (одна ось симметрии 2-го порядка, левая и правая формы); б - класс m (одла плоскость симметрии); в - класс <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/dbc41660-3513-47d1-88a8-bb0797dc5c07" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №9" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №9"> (центр симметрии); г - класс 6 (одна инверсионная ось 6-го порядка); д <i> -</i> класс 432 (оси 4-го, 3-го и 2-го порядков). </p><p> объект совмещается сам с собой при повороте на любой, в т. ч. бесконечно малый, угол (изотропные твердые тела, текстуры). Таких групп 7 (рис. 7). Т. обр., всего имеется 39 точечных групп, описывающих симметрию св-в К. <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/ae040912-4bf4-4953-a4d1-4b1d9e836395" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №10" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №10"> <br> Рис. 7. Фигуры, иллюстрирующие предельные группы симметрии. </p><p> Симметрия структуры К. (расположения атомов и молекул, электронной плотности) описывается пространств. группами симметрии (наз. также федоровскими в честь нашедшего их Е. С. Федорова). Характерные для решетки операции - три некомпланарных переноса а, b,с- наз. трансляциями, они задают трехмерную периодичность атомной структуры К. Перенос структуры на векторы a, b,с <i></i> или любой вектор t=p<sub>l</sub>a+р <sub>2</sub>b+p<sub>3</sub> с, где р <sub>1</sub>,<i></i>p<sub>2</sub>, p<sub>3 </sub> -любые целые положит, или отрицат. числа, совмещает структуру К. с собой и, следовательно, является операцией (трансляционной) симметрии. Совокупность трансляций представляет собой группу переносов Т <sub>3</sub>, к-рая является подгруппой T<sub>3</sub> М G<sup>3</sup><sub>3</sub><i></i> каждой федоровской группы (т. е. содержит часть операций G<sup>3</sup><sub>3 </sub> -только трансляции); таких групп, наз. также типами решеток Браве, 14 (рис. 8). Они имеют элементарную ячейку, соответствующую данной сингонии, но могут отличаться центрированностью части или всех граней или объемом ячейки. Вследствие возможности комбинирования в решетке трансляций и операций точечной симметрии в федоровских группах G<sup>3</sup><sub>3</sub><i></i> возникают операции и соответствующие им элементы симметрии с трансляц. компонентой - винтовые оси разл. порядков и плоскости скользящего отражения (рис. 4, г-е).<i></i> Всего известно 230 пространств. групп симметрии С <sup>3</sup><sub>3</sub>. Трансляц. компоненты элементов микросимметрии макроскопически не проявляются, напр. винтовая ось в огранке К. проявляется как соответствующая простая поворотная ось. Поэтому каждая из 230 групп С <sup>3</sup><sub>3</sub><i></i> макроскопически сходственна (гомоморфна) с одной из 32 точечных групп G<sup>3</sup><sub>0</sub>.<i></i> Напр., на точечную группу <i> ттт</i> гомоморфно отображается 28 пространств. групп: <i> Рттт, Рппп, Рccт, Рbап</i> и т. д. Атомное строение К. Методы структурного анализа позволяют определить конкретную кристаллич. структуру любого в-ва (расположение атомов в элементарной ячейке, расстояния между ними, параметры тепловых колебаний атомов К. и т. д.). Примеры нек-рых атомных структур К. даны на рис. 9. Кристаллич. структуры классифицируют по их хим. составу, в осн. определяющему тип хим. связи, по взаимной <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/a11dba98-41f6-4837-a77f-bee0f5739810" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №11" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №11"> <br> Рис. 8. Четырнадцать решеток Брам: <i> а -</i> триклинная; б, в - моноклинные; г-ж - ромбические; з, и - тетрагональные; к - тригональная (ромбоэдрич.); л -<i></i> гексагональная; м-о - кубические. Тип решетки: а, 6, г, з, к, м <i> -</i> примитивный. в, д, л -базоцентрированный. е, и, н <i> -</i> объемноцентрированиый, ж, о -<i></i> гранецентрированный. </p><p> координации атомов (слоистые, цепные, каркасные, координац. структуры). При изменении т-ры или давления структура К. может изменяться. Существование у данного в-ва неск. кристаллич. модификаций (фаз) наз. <i> полиморфизмом.</i> Нск-рые кристаллич. структуры метастабильны, напр. алмаз, к-рый не переходит в графит при обычных условиях. В то же время разные соед. могут иметь одинаковую кристаллич. структуру (см. <i>Изоморфизм</i>). Распределение К. по пространств. группам симметрии - по точечным группам (классам) и сингониям - неравномерно. Как правило, чем проще хим. ф-ла в-ва, тем выше симметрия его К. Так, почти все металлы имеют кубич. или гексаген, структуру, основанную на т. наз. <i> плотной упаковке</i> атомов. Усложнение хим. ф-лы в-ва ведет к понижению симметрии его К. и увеличению размеров элементарных ячеек. <i>Молекулярные кристаллы</i> почти всегда относятся к низшим сингониям. Тип хим. связи между атомами в К. определяет мн. их св-ва. <i> Ковалентные кристаллы</i> имеют высокую твердость, малую электрич. проводимость, большие показатели преломления. <i>Металлические кристаллы</i> хорошо проводят электрич. ток и тепло, пластичны, непрозрачны. Мол. К. легкоплавки. Более низкую атомную упорядоченность, чем К., имеют <i> жидкие кристаллы,</i> в-ва в <i> аморфном состоянии,</i> недавно открытые <i> квазикристаллы,</i> полимеры, жидкости. Совр. методы позволяют исследовать не только геом. атомную структуру К., но также магн. структуру или электрич. дипольную. Напр., распределение ядер и электронов в ферромагнитном К. можно описать с помощью обычной пространств. симметрии, но если учесть распределение в нем магн. моментов (рис. 9, г), то обычной классич. симметрии уже недостаточно. В этом случае используют понятия антисимметрии и цветной симметрии. Такую антисимметрию можно истолковать так: при применении преобразования симметрии часть фигуры м. б. не только равна себе, но и "антиравна", что можно условно описать как изменение знака или цвета - черный на белый (рис. 10). Существует 58 групп точечной антисимметрии C<sup>3,а</sup><sub>0</sub> и 1651 <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/7de76efb-80cd-475c-b249-fa5ee3ecf5b0" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №12" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №12"> <br> Рис. 9. Примеры атомных структур: а - алмаз [электронная микрофотография высокого разрешения, расположение атомов в проекции на плоскость (110)]; бNaСl (изображение структуры в соприкасающихся шарах); <i> в -</i> фталоцианин (расположение молекул в элементарной ячейке); г- ферри магнитны и кристалл [распределение магн. моментов (показаны стрелками) атомов в элементарной ячейке, описываемое с помощью обобщенной симметрии. </p><p> пространств. групп антисимметрии G<sup>3,а</sup><sub>0</sub><i></i> (шубниковские группы). Если добавочная переменная приобретает не два значения, а несколько (возможны числа 3, 4, 6, 8, ..., 48), то возникает цветная симметрия Белова. Так, известна 81 точечная группа G<sup>3,и</sup><sub>0</sub> и 2942 группы С <sup>3,и</sup><sub>3</sub>. Развит и аппарат симметрии в пространстве 4, 5 измерений, позволяющий описывать сверхпериодичные, т. наз. соразмерные и несоразмерные структуры сегнетоэлектриков, магн. и иных структур. <br> <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/a39ce2c7-7143-427e-8629-8ace6ddb1739" alt="КРИСТАЛЛЫ фото №13" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="КРИСТАЛЛЫ фото №13"> <br> Рис. 10. Фигура, описываемая точечной группой антисимметрии. </p><p> Строение реальных К. Неравновесные условия кристаллизации приводят к разл. отклонениям формы К. от плоских граней - к округлым граням и ребрам (вициналям), возникновению пластинчатых, игольчатых, нитевидных (см. <i>Нитевидные кристаллы</i>),<i></i> ветвистых (дендритных), К. типа снежинок. Если в объеме расплава образуется сразу большое число центров кристаллизации, то разрастающиеся К., встречаясь друг с другом, приобретают форму неправильных зерен. Нередко возникают микроскопии, двойники и др. сростки. При выращивании К. не стремятся обязательно получить их в правильной кристаллографич. огранке, главный критерий качества - однородность и совершенство атомной структуры, отсутствие ее дефектов. Нек-рым К. при выращивании придается форма требуемого изделия - трубы, стержня, пластинки. Вследствие нарушения равновесных условий роста и захвата примесей при кристаллизации, а также под влиянием разл. рода внеш. воздействий идеальная трехмерно-периодич. атомная структура К. всегда имеет те или иные нарушения. К ним относят точечные дефекты - вакансии, замещения атомов осн. решетки атомами примесей, внедрение в решетку инородных атомов, дислокации и др. (см. <i>Дефекты</i> в кристаллах). Введение небольшого числа атомов примеси, замещающих атомы осн. решетки, используют в технике для придания нужных физ. св-в К., как, напр., в случае легирования. Захват атомов примесей гранями К. приводит к секториальному строению. Может происходить и периодич. изменение концентрации захватываемой примеси, что дает зонарную структуру. Кроме того, при росте К. почти неизбежно образуются макроскопич. дефекты - включения, напряженные области и т. д. Большинство реальных К. имеют мозаичное строение: они разбиты на блоки мозаики - небольшие (~10<sup>-4</sup> см) области, в к-рых порядок почти идеален, но к-рые разориентированы по отношению друг к другу на малые углы (приблизительно неск. мин). В то же время удается получить нек-рые синтетич. К. высокой степени совершенства, напр. бездислокационные К. Si, Ge и др. Изучение их составляет предмет <i> Кристаллохимии.</i> <br> <b> Физические свойства К. </b> Обусловлены атомно-кристаллич. структурой, ее симметрией, силами связи между атомами и энергетич. спектром электронов решетки, а нек-рые из св-в - дефектами идеальной структуры. Поляризуемость, преломление и поглощение света, электро- и магнитострикция, пьезоэлектричество и пьезомагнетизм, собственная проводимость математически описываются тензорами, ранг к-рых зависит от типа воздействия на К. и его отклика. При этом К. рассматривается как сплошная анизотропная среда. Анизотропию наглядно выражают пов-сти, описываемые ур-ниями с коэф. соответствующего тензора. Для К. данного класса можно указать симметрию его св-в. Симметрия физ. св-в в К. описывается группами точечной симметрии - одной из 32 кристаллографич. или 7 предельных (рис. 7). Так, в К. кубич. сингонии св-ва, выражаемые тензорами 2-го ранга (напр., прохождение света, тепловое расширение), изотропны и характеристич. пов-сти являются сферами (группа :/: или :/:<sup>.</sup>m), но эти К. обладают анизотропией в отношении упругих, электрооптич., пьезоэлектрич. св-в. С понижением симметрии К., как правило, возрастает анизотропия их св-в. В нек-рых К. ионы, образующие решетку, располагаются так, что К. оказывается самопроизвольно (спонтанно) электрически поляризованным (пироэлектрики). Пироэлектричество возможно в 10 классах, имеющих одну ось симметрии или плоскость симметрии. Пьезоэлектричество возможно в К. 20 классов без центра симметрии. Проводимость и др. электронные св-ва К. связаны с квантовомех. характером движения в них своб. электронов, к-рые вследствие дифракции на кристаллич. решетке в нек-рых направлениях распространяться не могут, возникает т. наз. запрещенная зона. К. с полностью заполненными зонами валентных электронов - <i> диэлектрики.</i> В металлах электронов в зоне проводимости много, они хорошо проводят электрич. ток. Ряд св-в К. - прочность, пластичность, окраска, люминеcцентные св-ва и др. - зависят от кол-ва и типов дефектов в К. В бездислокационных К. (Ge, Si), а также в нитевидных прочность в 10-100 раз больше, чем в обычных К., и достигает теоретич. значений. Окраска мн. К. связана с наличием в них тех или иных примесных атомов. <br> <b> Применение К. </b> основано на св-вах или сочетании св-в многих из них, напр. высокой твердости и прозрачности (алмаз), а также на способности откликаться на внеш. воздействия, в частности преобразовывать одно физ. поле в другое. Пьезо- (кварц и др.) и сегнетоэлектрич. К. (напр., BiTiO<sub>3</sub>) применяют в радиотехнике, К. с полупроводниковыми св-вами (Si, Ge и др.) - в электронике. К. галогенидов щелочных металлов, сапфира и др. используют как оптич. материалы. Исключит. значение имеют ионные К. для лазерной техники - рубин, иттрий-алюминиевый гранат и др., полупроводниковые лазерные кристаллы. В технике управления световыми пучками используют К., обладающие электрооптич. св-вами. Для удвоения частоты лазерного излучения применяют оптич. К. (КН <sub>2</sub> РО <sub>4</sub> и др.), для измерения слабых изменений т-ры - пироэлектрич. К., для осуществления и измерения малых мех. и акустич. воздействий - К. пьезоэлектриков, пьезомагнетиков, пьезорезисторов и т. п. Высокие мех. св-ва сверхтвердых К. (алмаз) используют при обработке материалов и в бурении. К. корунда Аl<sub>2</sub> О <sub>3</sub> применяют в оптич. лазерах, в ювелирном деле и др. <i> Лит.:</i> Костов И., Кристаллография, пер. с болг., М., 1965; Бокий Г. Б., Кристаллохимия, 3 изд., М., 1971; Сиротин Ю. И., Шаскольская М. П., Основы кристаллофизики, 2 изд., М., 1979; Современная кристаллография, т. 1-4, М., 1979-81; Шафрановский И. И., Симметрия в природе, 2 изд.. Л., 1985. <i> Б. К. Вайнштейн.</i> </p><p><br></p>... смотреть
(от греч. krystallos, букв. - лёд; горный хрусталь) - твёрдые тела, имеющие упорядоченное взаимное расположение образующих их частиц - атомов, ионов, м... смотреть
(от греч. первонач.-лёд), тв. тела, атомы или молекулы к-рых образуют упорядоченную периодич. структуру (кристаллич. решётку). К. обладают симметрией а... смотреть
кристаллические включения в ядре, цитоплазме или вакуолях клетки, состоящие обычно из щавелевокислого кальция, реже – из углекислого или сернокислого к... смотреть
КРИСТАЛЛЫ (от греч . krystallos, первонач. - лед), твердые тела, атомы или молекулы которых образуют упорядоченную периодическую структуру (кристаллическую решетку). Кристаллы обладают симметрией атомной структуры, соответствующей ей симметрией внешней формы, а также анизотропией физических свойств (см. Симметрия кристаллов). Кристаллы - равновесное состояние твердых тел: каждому веществу, находящемуся при данных температуре и давлении, в кристаллическом состоянии соответствует определенная атомная структура. При изменении внешних условий структура кристаллов может измениться (см. Полиморфизм). Большинство природных и технических твердых материалов являются поликристаллами, одиночные кристаллы называются монокристаллами.<br><br><br>... смотреть
КРИСТАЛЛЫ (от греч. krystallos - первонач. - лед), твердые тела, атомы или молекулы которых образуют упорядоченную периодическую структуру (кристаллическую решетку). Кристаллы обладают симметрией атомной структуры, соответствующей ей симметрией внешней формы, а также анизотропией физических свойств (см. Симметрия кристаллов). Кристаллы - равновесное состояние твердых тел: каждому веществу, находящемуся при данных температуре и давлении, в кристаллическом состоянии соответствует определенная атомная структура. При изменении внешних условий структура кристаллов может измениться (см. Полиморфизм). Большинство природных и технических твердых материалов являются поликристаллами, одиночные кристаллы называются монокристаллами.<br>... смотреть
- (от греч. krystallos - первонач. - лед), твердые тела, атомы илимолекулы которых образуют упорядоченную периодическую структуру(кристаллическую решетку). Кристаллы обладают симметрией атомнойструктуры, соответствующей ей симметрией внешней формы, а такжеанизотропией физических свойств (см. Симметрия кристаллов). Кристаллы -равновесное состояние твердых тел: каждому веществу, находящемуся приданных температуре и давлении, в кристаллическом состоянии соответствуетопределенная атомная структура. При изменении внешних условий структуракристаллов может измениться (см. Полиморфизм). Большинство природных итехнических твердых материалов являются поликристаллами, одиночныекристаллы называются монокристаллами.... смотреть
м. мн. ч. cristalli m pl ( см. тж кристалл) - глобулярные кристаллы- жидкие кристаллы- ледяные кристаллы- сдвоенные кристаллы- снежные кристаллы- сосе... смотреть
корень - КРИСТАЛЛ; окончание - Ы; Основа слова: КРИСТАЛЛВычисленный способ образования слова: Бессуфиксальный или другой∩ - КРИСТАЛЛ; ⏰ - Ы; Слово Крис... смотреть
Видеть во сне большой минерал кристаллической формы означает, что вскоре вы окажетесь в центре внимания мужчин, ибо попадете в исключительно мужское общество или получите работу подобного характера.Видеть кристаллики льда, соли, сахара и т. д. предвещает достижение согласия при условии компромисса с вашей стороны вопреки своим жизненным принципам.... смотреть
натуральные безвредные образования винной кислоты, вступающие во взаимодействие с различными элементами вина (встречаются в некоторых белых винах)
— твердые тела, состоящие из закономерно расположенных в трехмерном пространстве молекул, атомов или ионов.
м. мн. ч. crystals— кристаллы Беттхера - кристаллы Шарко-Лейдена
крышталі, -лёў- кристаллы разной геометрической формы- кристаллы сращённые- кристаллы столбчатые
(ИС) dice
нарк. см. компонент первитина
(появляющиеся при возгонке) fleur
см. компонент первитина
крышталі, -лёў
кристалдар
Kristalle
(ИС) dice
cristaux
dice
Anhydridkristalle
Anhydridkristalle
Boettcher's crystals
Vanillinkristalle
1) кристаллоподобные образования, представляющие собой скопления вирионов в клетках, инфицированных некоторыми вирусами; 2) высокоочищенный препарат ... смотреть
1) кристаллоподобные образования, представляющие собой скопления вирионов в клетках, инфицированных некоторыми вирусами; 2) высокоочищенный препарат вируса; каждый К. в. состоит из множества вирионов.... смотреть
кристаллы вирусов — 1) кристаллоподобные образования, представляющие собой скопления вирионов в клетках, инфицированных некоторыми вирусами; 2) высокоочищенный препарат вируса; каждый К. в. состоит из множества вирионов. <br><br><br>... смотреть
Кристаллы в клетках растений, кристаллические отложения в полостях или оболочках живых или отмерших клеток, состоящие главным образом из щавелевокислог... смотреть
— см. Гетеротипия, гетеротипные кристаллы.Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра.Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др..1978.
— см. Гомеотипия, гомеотипные кристаллы.Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра.Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др..1978.
- Жидкости, обладающие анизотропными свойствами. Жидкие кристаллы обнаруживают двойное лучепреломление и в отношении оптики напоминают сферолиты, т. е. при параллельном свете дают темный крест. Такие жидкости получаются из некоторых сложных органических соединений, обладающих двойной точкой плавления. Эти вещества при определенной температуре плавятся с образованием анизотропной жидкости, переходящей при более высокой температуре в изотропную жидкость. Примером таких веществ являются бензойнокислый холестерил, азоксифенетол и др.<br>... смотреть
Кристаллы жидкие (текучие). — Существуют вещества, которые способны при нагревании переходить из обыкновенного твердого состояния в видоизменение, обладающее еще некоторыми свойствами кристаллических тел, но которое в то же время свободно течет и образует капли подобно воде или любой другой жидкости. При дальнейшем нагревании новое видоизменение переходит в обыкновенное жидкое состояние. Явление открыто (Рейнитцер, 1888) на бензойном эфире холестерина (см.) и состоит в том, что прекрасно кристаллизующийся эфир переходит при 145,5° в мутную жидкость (?), внезапно просветляющуюся при 178°. При охлаждении ниже 178° прозрачная жидкость мутится, при чем наблюдается быстро проходящее окрашивание её в фиолетовый, а затем синий цвет [явление столь красиво и характерно при пропионовом эфире холестерина, что принято физиологами, как качественная реакция на холестерин]; после масса становится молочной, оставаясь вполне жидкой; наконец, при дальнейшем охлаждении снова появляется синее (фиолетовое) окрашивание и сейчас же наступает кристаллизация. Леманн показал, что молочная масса, несмотря на жидкое состояние, обладает еще определенным строением (кристаллическим?); её анизотропия сказывается в двойном лучепреломлении (см.), благодаря чему она кажется светлой между скрещенными "Николями" (см.). Он назвал ее текучими кристаллами (fliessende Krystalle) и считает до сих пор по существу отличной от жидких К. (fl ü ssige Krystalle), Розебом же ("Heterogene Gleichgewichte", Брауншв., 1-ая ч., 142, [1901]) удерживает для всех относящихся сюда тел первое название. В настоящее время явление, кроме бензойного эфира холестерина, наблюдено еще на многих телах, как показывает табличка: и т. д. (список см. —Schenck, "Krystallinische Flüssigkeiten u. Flü ssige Krystalle", Лпц., 8, [1905]). Как видно, текучие К. существуют в определенных температурных границах (наиболее широких для <i>n.</i> -оксианизолфенетола); нижней — является температура образования твердых кристаллов, верхней — температура образования изотропной жидкости; так как превращения наблюдаются при одних и тех же температурах, независимо от того, идем ли мы в сторону повышающихся, или же падающих температур, то обе границы характеризуют энантиотропные превращения (см.) [Монотропия уксусного эфира холестерина (Шенк) не может, кажется, считаться твердо установленной]. С увеличением давления, как показал Гулетт, возрастают и температуры превращений и разность между ними, как, напр., видно из его данных для: <table cellspacing="1" cellpadding="7" width="564" border="1"> <tr> <td valign="center" width="48%" colspan="2"> Давления. </td> <td valign="center" width="12%"> 1 атм. </td> <td valign="center" width="13%"> 100 атм. </td> <td valign="center" width="13%"> 200 атм. </td> <td valign="center" width="13%"> 300 атм. </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="28%" rowspan="3"> Темп. превращ. <i>n</i>.-азоксианизола: </td> <td valign="center" width="20%"> в К. жидкие </td> <td valign="center" width="12%"> 118,3 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 121,5 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 124,7 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 127,95 <sup>о</sup> </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="20%"> в изотр. жидкость </td> <td valign="center" width="12%"> 135,9 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 140,8 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 145,58 <sup>о </sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 150,45 <sup>о</sup> </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="20%"> Разность </td> <td valign="center" width="12%"> 17,6 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 19,3 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 20,86 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 22,50 <sup>о</sup> </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="28%" rowspan="3"> Темп. превращ. <i>n</i>.-азоксифенетола: </td> <td valign="center" width="20%"> в К. жидкие </td> <td valign="center" width="12%"> 138,5 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 142,2 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 145,85 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 149,65 <sup>о</sup> </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="20%"> в изотр. жидкость </td> <td valign="center" width="12%"> 168,1 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 172,8 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 177,5 <sup>о </sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 182,30 <sup>о</sup> </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="20%"> Разность </td> <td valign="center" width="12%"> 29,6 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 30,6 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 31,65 <sup>о</sup> </td> <td valign="center" width="13%"> 32,65 <sup>о</sup> </td> </tr> </table> а, след., при высоких давлениях область жидких К. расширяется. Изучение внутреннего трения (Шенк и Эйхвальд) жидких К. и образующихся из них изотропных жидкостей неожиданно показало, что в большинстве случаев анизотропная жидкость значительно подвижнее, чем изотропная, хотя область первой лежит при более низких температурах. Внутреннее трение мутной жидкости падает с возвышением темп. и мгновенно возрастает при темп. её просветления; наибольшая разность наблюдается для <i>n</i>.-метоксикоричной кислоты, где коэфф. трения меняется при темп. просветления с 91 до 159 [Коэфф. внутр. трения воды при 0° принят = 100.]; только для этилового эфира <i>n</i>.-азоксибензойной кислоты и для бензойного эфира холестерина анизотропная фаза обладает сравнительно с изотропной большим внутр. трением. Вообще же внутр. трение анизотропных жидкостей варьирует в широких пределах, как видно из таблички: <table cellspacing="1" cellpadding="7" width="479" border="1"> <tr> <td valign="center" width="41%" rowspan="2"> Hазвание </td> <td valign="center" width="59%" colspan="2"> Велич. внутр. трения, наблюд. при возрастающих темпер. </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="32%"> Для анизотропной жидкости </td> <td valign="center" width="28%"> Для изотропной жидкости </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="41%"> Бензойный эфир холестерина </td> <td valign="center" width="32%"> 893—621 </td> <td valign="center" width="28%"> 421—219 </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="41%"> Этиловый эфир <i>n</i>.-азоксибензойной кисл. </td> <td valign="center" width="32%"> 856—472 </td> <td valign="center" width="28%"> 357—270 </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="41%"> <i>n</i>.-метоксикоричная кислота </td> <td valign="center" width="32%"> 106— 91 </td> <td valign="center" width="28%"> 159—117 </td> </tr> <tr> <td valign="center" width="41%"> <i>n</i>.-азоксифенетол </td> <td valign="center" width="32%"> 79—66 </td> <td valign="center" width="28%"> 95—75 </td> </tr> </table> Первые два тела по консистенции близки к оливковому маслу, а <i>n.</i> -азоксифенетол значительно подвижнее воды. До сих пор не произведено определений уд. веса твердых тел, переходящих в жидкие К.; несомненно, что переход сопровождается значительным изменением уд. веса; замечательно, что и переход анизотропной жидкости в изотропную связан тоже в большинстве случаев с внезапным падением уд. веса; так для <i>n</i>.-азоксианизола (Эйхвальд) уд. вес (при 134,7°) = 1,1494, а при 135,5° — 1,1453, а для <i>n</i>.-метоксикоричной кислоты (Эйхвальд) уд. вес при 185,0° — 1,0933, а при 186,5° — 1,0881 (подробные данные см. Schenck, l. с.); превращение связано потому с увеличением объема; для бензойного эфира холестерина оно, впрочем, незначительно. Что касается теплот превращения, то как образование анизотропной, так и изотропной жидкости, оба — сопровождаются поглощением тепла (скрытого тепла превращения); но первый процесс по величине теплового эффекта отвечает обыкновенному скрытому теплу плавления (по Бюнеру, для <i> n</i>.-азоксианизола — 29,3 кал. и для <i> n</i>.-азоксианизолфенетола — 16,91 кал.), второй же необыкновенно мал (для <i>n</i>.-азоксианизола он, по Бюнеру = 0,68 кал., а для <i>n</i>.-азоксианизолфенетола = 1,07 кал.). В связи с этим первый переход легко наблюдается с помощью кривых охлаждения, между тем как второй — не удается уловить даже с помощью кривых охлаждения, вычерчиваемых саморегистрирующим пирометром Курнакова (Ротарский и Жемчужный, 1904); Де-Коку ("Z. phys. Ch.", 1904) удалось, впрочем, на кривой охлаждения подметить переход изотропной <i>n</i>.-метоксикоричной кисл. в анизотропную (тепло превращения по его вычислению = 3,5 кал. [Для этилового эфира <i>n.</i> -азоксибензойной кисл. тепло превращения изотропного в анизотропное видоизменение по вычислению Де-Кока = 16,6 кал. Число это не проверено опытом.]. О сложных явлениях, наблюдаемых для понижения температуры превращения жидких К. под влиянием растворения в них разных веществ см. Де-Кок, 1. с. Здесь можно только отметить, что по способности образовывать однородные растворы с различными телами жидкие К. приближаются к типичным жидкостям, а не к твердым телам, которые, если и растворяют иногда не изоморфные с ними тела, то в необыкновенно малом количестве. О поверхностном натяжении жидких К. см. Schenck, "Untersuch, ü. d. kryst. Flü ssigkeiten", Марбург, 1897 и 1. с. О замечательно красивых и разнообразных оптических явлениях см. O. Lehmann, "Fl üssige Krystalle sowie Plastizitä t von Krystallen im allgemeinen etc.", Лпц., 1904. Необыкновенно своеобразные явления, описанные выше, вызвали сильное сомнение в однородности жидких К., а именно Тамманн предположил, что как мутность, так и остальные явления сводятся на небольшую примесь к первоначальным кристаллам какого-нибудь другого тела, равномерно в них распределенного и образующего при плавлении второй жидкий слой, несмешивающийся с первым во всех отношениях, а равномерно с ним эмульсированный; точка просветления по этому взгляду отвечает критической температуре растворимости (см.) двух жидких слоев. Гипотеза эта вызвала многочисленные работы для её проверки и пока не получила опытного подтверждения, хотя и представляется очень вероятной. А именно, однородность жидких К. показана Де-Коком (1. с.) на перегнанной <i>n.</i> -метоксикоричной кисл.[перегоняется под давл. 1 мм. при 179°. Темп. анизотропного плавления 170°, а изотропного — 185,7 °], Шенком — на невозможности их разделения на два слоя с помощью энергичного центрифугирования [по Гинзбергу („ Журн. Русск. Хим. Общ.", 1904), якобы удается подметить тут некоторое деление], и невозможностью просветления их с помощью электрического тока высокого напряжения (Bredig и Жуковский, 1904). Таким образом, приходится пока признавать их химическую однородность, а равно и кристаллическое их сложение. А тогда возникает вопрос, каким образом кристаллическое тело может образовывать капли и течь — вопрос тем более законный, что согласно Линку, Гиршвальду (см. Lehmann, "Molekularph.", I), Ле-Шателье и Тамманну в последнее время было принято считать, что слово "кристаллический" есть синоним твердого тела (см. Гомогенные системы, доп.), а "аморфный" — синоним жидкого состояния. На это Леманн (1. с.) отвечает указанием на пластичность металлов под высоким давлением (Треска и Спринг), достигающую у золота, несмотря на его кристаллическое сложение, замечательной степени, на сравнительную мягкость свинца и на почти настоящую текучесть кристаллич. натрия при обыкн. темп., благодаря чему так легко готовится натриевая проволока, на мягкость и пластичность кристаллов белого фосфора, кристаллов воска (сложная смесь, см. Воск), парафина, камфары; а так как связь пластичности с температурой для нас неизвестна и мы не имеем оснований думать, чтобы в указанных телах пластичность достигла своего предела при обыкн. темп., то мыслимо, что существуют и кристаллич. тела, не отличающиеся по пластичности от жидкостей, а таковыми и являются жидкие К. Считать аморфные тела жидкими, а кристаллические твердыми, по Леманну, нельзя уже потому, что тогда пришлось бы признать стекло прибора, в котором находится легко подвижная анизотропная жидкость (напр. <i>n</i>.-азоксифенетол), за жидкость, а жидкость в нем находящуюся — за твердое тело. Таким образом, дать определения твердого и жидкого состояний — мы пока не можем. <i> А. И. Г. </i><br><br><br>... смотреть
(текучие).—Существуют вещества, которые способны при нагревании переходить из обыкновенного твердого состояния в видоизменение, обладающее еще некоторы... смотреть
см. Изоструктурностъ, изоструктурные кристаллы.Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра.Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др..1978.
КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯКристаллом (от греч. krystallos - "прозрачный лед") вначале называли прозрачный кварц (горный хрусталь), встречавшийся в Альпах. Горный хрусталь принимали за лед, затвердевший от холода до такой степени, что он уже не плавится. Первоначально главную особенность кристалла видели в его прозрачности и это слово употребляли в применении ко всем прозрачным природным твердым телам. Позднее стали изготавливать стекло, не уступавшее в блеске и прозрачности природным веществам. Предметы из такого стекла тоже называли "кристальными". Еще и сегодня стекло особой прозрачности называется хрустальным, "магический" шар гадалок - хрустальным шаром.Удивительной особенностью горного хрусталя и многих других прозрачных минералов являются их гладкие плоские грани. В конце 17 в. было подмечено, что имеется определенная симметрия в их расположении. Было установлено также, что некоторые непрозрачные минералы также имеют естественную правильную огранку и что форма огранки характерна для того или иного минерала. Возникла догадка, что форма может быть связана с внутренним строением. В конце концов кристаллами стали называть все твердые вещества, имеющие природную плоскую огранку.Заметной вехой в истории кристаллографии явилась книга, написанная в 1784 французским аббатом Р.Гаюи. Он выдвинул предположение, что кристаллы возникают в результате правильной укладки крохотных одинаковых частиц, которые он назвал "молекулярными блоками". Гаюи показал, каким образом можно получить гладкие плоские грани кальцита, укладывая такие "кирпичики". Различия в форме разных веществ он объяснил разницей как в форме "кирпичиков", так и в способе их укладки.Со времен Гаюи было принято как гипотеза, что в правильной форме кристалла находит отражение упорядоченное внутреннее расположение частиц, но это было подтверждено лишь в 1912, когда М.фон Лауэ в Мюнхене установил, что рентгеновские лучи дифрагируют на атомных плоскостях внутри кристалла. Падая на фотографическую пластинку, дифрагированные лучи создают на ней геометрический узор из темных пятен. По положению и интенсивности таких пятен можно рассчитать размеры структурной единицы и определить расположение атомов в ней.Имея в виду возможность прямого исследования внутренней структуры, многие занимающиеся кристаллографией стали употреблять термин "кристалл" в применении ко всем твердым веществам с упорядоченной внутренней структурой. Нужны лишь благоприятные условия, полагали они, чтобы внутренняя упорядоченность проявилась в виде правильной наружной огранки. Некоторые ученые предпочитают называть твердые вещества с внешне не проявляющейся внутренней упорядоченностью "кристаллическими", а под "кристаллами" понимать, как это было когда-то, твердые вещества с природной огранкой.См. также:КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕКРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: ОБРАЗОВАНИЕ КРИСТАЛЛОВКРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: СТРУКТУРА КРИСТАЛЛАКРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: МОРФОЛОГИЯ КРИСТАЛЛОВКРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: ОПТИЧЕСКАЯ КРИСТАЛЛОГРАФИЯКРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: ПРИМЕНЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ... смотреть
КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕК статье КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯАтомы, из которых состоят газы, жидкости и твердые вещества, имеют разную степень упорядоченности. В газе атомы и небольшие группы атомов, соединенные в молекулы, находятся в постоянном беспорядочном движении. Если охлаждать газ, то достигается температура, при которой молекулы сближаются друг с другом, насколько это возможно, и образуется жидкость. Но атомы и молекулы жидкости все-таки могут скользить относительно друг друга. При охлаждении некоторых жидкостей, например воды, достигается температура, при которой молекулы застывают в относительной неподвижности кристаллического состояния. Эта температура, разная для всех жидкостей, называется температурой замерзания. (Вода замерзает при 0? С; при этом молекулы воды упорядоченно соединяются друг с другом, образуя правильную геометрическую фигуру.) У каждой частицы вещества (атома или молекулы), находящегося в кристаллическом состоянии, окружение точно такое же, как и у любой другой частицы того же типа во всем кристалле. Другими словами, ее окружают вполне определенные частицы, находящиеся на вполне определенных расстояниях от нее. Именно это упорядоченное трехмерное расположение характерно для кристаллов и отличает их от других твердых веществ.... смотреть
КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: МОРФОЛОГИЯ КРИСТАЛЛОВК статье КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯКристаллы имеют некую внутреннюю симметрию, которая не обнаруживается в бесформенной крупинке. Симметрия кристаллов получает наружное выражение только тогда, когда они имеют возможность свободно расти без каких-либо помех. Но даже хорошо организованные кристаллы редко имеют совершенную форму, и нет двух кристаллов, которые были бы совершенно одинаковы.Форма кристалла зависит от многих факторов, один из которых - форма элементарной ячейки. Если такой "кирпичик" повторить одинаковое число раз параллельно каждой из его сторон, то получится кристалл, форма и относительные размеры которого точно такие же, как у элементарной ячейки. Близкая к этому картина характерна для многих кристаллических веществ. Но на форму оказывают влияние и такие факторы, как температура, давление, чистота, концентрация и направление движения раствора. Поэтому кристаллы одного и того же вещества могут обнаруживать большое разнообразие форм. Различие форм связано с тем, как именно укладываются одинаковые "кирпичики".Аналогия между элементарными ячейками и кирпичами очень полезна (рис. 3). Укладывая кирпичи так, чтобы их соответствующие стороны были параллельны, можно построить стену (рис. 3,а), длина, высота и толщина которой будут зависеть только от числа кирпичей, уложенных в данном направлении. Если же в определенном порядке удалять кирпичи, то можно получить миниатюрные лестничные марши (рис. 3,б,в) с наклоном, зависящим от соотношения чисел кирпичей в подступенке и наступи ступеньки лестницы. Если на такую лестницу наложить линейку, то она образует угол, определяемый размерами кирпича и способом укладки. Углы наклона x и y симметричны независимо от относительных длин s и f (рис. 3,г).Точно так же и кристалл может принимать ту или иную форму, если в строго определенном порядке пропускаются некоторые ряды или группы элементарных ячеек (рис. 4). Косые грани кристалла подобны лестницам, сложенным из кирпичей, но "кирпичики" здесь столь малы, что грани кристалла выглядят, как гладкие поверхности. Углы между соответствующими гранями кристалла постоянны, независимо от его размера. Это установил в 1669 датчанин Н.Стено на примере кристаллов кварца. Тем самым он показал, что форма является характеристикой кристаллического вещества. Ныне известно, что форма кристалла зависит от размеров и формы элементарной ячейки, и положение Стено приняло обобщенную форму закона, согласно которому углы между соответствующими гранями кристаллов одного и того же вещества постоянны.Размеры и форма граней изменяются от кристалла к кристаллу. Тем не менее, имеется некая внешняя симметрия, присущая всем хорошо ограненным кристаллам. Она обнаруживается в повторении углов и похожести граней, одинаковых в смысле внешнего вида, дефектов травления и особенностей роста. Если кристалл имеет почти совершенную форму, то его симметричные грани тоже подобны по размерам и форме.До появления рентгеновской кристаллографии самым важным делом занимавшихся кристаллографией было измерение углов между гранями кристаллов. Вычерчивая на основе таких угловых измерений грани кристалла в стереографической или гномонической проекции, можно выявить симметричное расположение граней независимо от размера и формы. По такой проекции можно вычислить отношения осей, а затем выполнить чертеж кристалла.Элементы симметрии. Задолго до того, как 32 типа симметричных расположений точечных групп были определены рентгеновскими методами, они были выявлены путем исследования морфологии, т.е. формы и структуры кристаллов. На основании вида и расположения граней, а также углов между ними кристаллы приписывались одному из 32 кристаллографических классов. Поэтому пространственные группы и кристаллографические классы - это как бы синонимы, и существуют три основных элемента симметрии: плоскость, ось и центр (рис. 5).Плоскость симметрии. Многие хорошо известные нам предметы обладают симметрией относительно плоскости. Например, стул или стол можно представить себе разделенными на две одинаковые части. Точно так же плоскость симметрии делит кристалл на две части, каждая из которых является зеркальным отображением другой. (Плоскость симметрии иногда называют плоскостью зеркального отображения.)Ось симметрии. Ось симметрии - это воображаемая прямая, поворотом вокруг которой на часть полного оборота можно привести объект к совпадению с самим собой. В кристаллах возможны только пять видов осевой симметрии: 1-го порядка (эквивалентная отсутствию вращения), 2-го порядка (повторение через 180?), 3-го порядка (повторение через 120?), 4-го порядка (повторение через 90?) и 6-го порядка (повторение через 60?).Центр симметрии. Кристалл имеет центр симметрии, если любая прямая, мысленно проведенная через него, на противоположных сторонах поверхности кристалла проходит через одинаковые точки. Таким образом, на противоположных сторонах кристалла находятся одинаковые грани, ребра и углы.Имеются 32 возможные комбинации плоскостей, осей и центров симметрии в кристаллах; каждой такой комбинацией определяется кристаллографический класс. Один класс не имеет симметрии; говорят, что он имеет одну ось вращения 1-го порядка.Кристаллографические системы. На рис. 1 представлены семь базисных ячеек решеток разной формы. Ромбоэдрическая и гексагональная решетки определяются одними и теми же осями. Таким образом, при наличии 32 симметрий точечных групп имеются только шесть основных форм элементарных ячеек. Соответственно форме основной "строительной" единицы 32 кристаллографических класса разделяются на шесть кристаллографических систем. Каждая кристаллографическая система имеет собственную систему координат, которыми определяются элементарная ячейка, а следовательно, и грани кристалла. На рис. 1 это стороны a, b и c элементарной ячейки. Принято через c обозначать вертикальную сторону, через b - горизонтальную в плоскости чертежа и через a - горизонтальную сторону, перпендикулярную плоскости чертежа. Прямые, на которых лежат эти стороны, служат линиями отсчета и называются кристаллографическими осями. Угол между b и c обозначается ?, между a и c - ?, а между a и b - ?. Названия кристаллографических систем, относительные длины и угловые соотношения между соответствующими кристаллографическими осями таковы:Триклинная: a ? b ??c, ??????????Моноклинная: a ? b ? c, ? = ? = 90?, ? 90?.Орторомбическая: a ? b ? c, ? = ? = ? = 90?.Тетрагональная: a = b ? c, ? = ? = ? = 90?. Поскольку a и b в этой системе равны и равноценны, их обычно обозначают через a1, a2. Сторона c может быть больше либо меньше a.Гексагональная: a = b ? c, ? = ? = 90?, ? = 120?. Элементарная ячейка гексагональных кристаллов обычно рассматривается как тройная и определяется тремя горизонтальными осями a1, a2, a3, составляющими угол 120? друг с другом и 90? с условно вертикальной осью c.Кубическая (изометрическая): a = b = c, ? = ? = ? = 90?.На рис. 6 показаны разнообразные формы, которые могут иметь кристаллы, относящиеся к разным кристаллографическим системам.Формы кристаллов. Хотя с первого взгляда все грани, определяющие форму кристалла, могут показаться одинаковыми, при тщательном исследовании обнаруживаются небольшие различия. Это могут быть различия в блеске, нерегулярностях роста, дефектах травления или полосчатости. Тем не менее, некоторые грани оказываются совершенно одинаковыми. Такие грани состоят из одинаковых и одинаково расположенных атомов и соответствуют определенной форме кристаллов. Распределение граней разных форм выявляет симметрию, так как все грани одной формы имеют одинаковое отношение к элементу симметрии. Некоторые кристаллы имеют грани только одной формы, а другие - грани многих форм. На рис. 7,а,б,в показаны три различные формы кубической системы, а на рис. 7,г - комбинация этих трех форм.... смотреть
КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: ОБРАЗОВАНИЕ КРИСТАЛЛОВК статье КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯВообще говоря, кристаллы образуются тремя путями: из расплава, из раствора и из паров. Примером кристаллизации из расплава может служить образование льда из воды, так как вода, в сущности, не что иное, как расплавленный лед. К кристаллизации из расплава относится и процесс образования вулканических пород. Магма, проникающая в трещины земной коры или вытесняемая в виде лавы на ее поверхность, содержит многие элементы в разупорядоченном состоянии. При охлаждении магмы или лавы атомы и ионы разных элементов притягиваются друг к другу, образуя кристаллы различных минералов. В таких условиях возникает много зародышей кристаллов. Увеличиваясь в размере, они мешают друг другу расти, а поэтому гладкие наружные грани у них образуются редко.Кристаллы в природе образуются также из растворов, примером чему могут служить сотни миллионов тонн соли, выпавшей из морской воды. Такой процесс можно продемонстрировать в лаборатории с водным раствором хлорида натрия. Если дать воде возможность медленно испаряться, то в конце концов раствор станет насыщенным и дальнейшее испарение приведет к выделению соли. Положительно заряженные ионы натрия притягивают отрицательно заряженные ионы хлора, в результате чего образуется зародыш кристалла хлорида натрия, который выделяется из раствора. При дальнейшем испарении другие ионы пристраиваются к образовавшемуся ранее зародышу, и постепенно растет кристалл с характерной внутренней упорядоченностью и гладкими наружными гранями.Кристаллы образуются также непосредственно из пара или газа. При охлаждении газа электрические силы притяжения объединяют атомы или молекулы в кристаллическое твердое вещество. Так образуются снежинки; воздух, содержащий влагу, охлаждается, и прямо из него вырастают снежинки той или иной формы.... смотреть
КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: ОПТИЧЕСКАЯ КРИСТАЛЛОГРАФИЯК статье КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯВажное значение в описании и идентификации кристаллов имеют их оптические свойства. Когда свет падает на прозрачный кристалл, он частично отражается, а частично проходит внутрь кристалла. Свет, отражающийся от кристалла, придает ему блеск и цвет, а свет, проходящий внутрь кристалла, создает эффекты, которые определяются его оптическими свойствами.Показатель преломления. При переходе наклонного луча света из воздуха в кристалл его скорость распространения уменьшается; падающий луч отклоняется, или преломляется. Чем больше плотность кристалла и чем больше угол падения луча (i), тем больше угол преломления (r). Отношение sin i к sin r есть величина постоянная. Это обычно записывают в виде равенства sin i/sin r = n; константа n называется показателем преломления. Это самая важная из оптических характеристик кристалла, и ее можно очень точно измерить. См. также ОПТИКА.С позиций оптики все прозрачные вещества можно разделить на две группы: изотропные и анизотропные. К изотропным относятся кристаллы кубической системы и некристаллические вещества, например стекло. В изотропных веществах свет распространяется во всех направлениях с одинаковой скоростью, и поэтому такие вещества характеризуются одним показателем преломления. Группу анизотропных веществ составляют кристаллы всех других кристаллографических систем. В веществах этой группы скорость света, а следовательно, и показатель преломления непрерывно изменяются при переходе от одного кристаллографического направления к другому. Когда свет входит в анизотропный кристалл, он разделяется на два луча, колеблющихся под прямым углом друг к другу и распространяющихся с разными скоростями. Такое явление называется двойным лучепреломлением; всякий анизотропный кристалл характеризуется двумя показателями преломления. Для гексагональных и тетрагональных кристаллов указывают максимальный и минимальный, т.е. "главные" показатели преломления. Один из этих главных показателей преломления соответствует лучу света, колеблющемуся параллельно оси c, а с другой - лучу света, колеблющемуся под прямым углом к этой оси. В орторомбических, моноклинных и триклинных кристаллах имеются три главных показателя преломления: максимальный, минимальный и промежуточный, определяемые лучами света, колеблющимися в трех взаимно перпендикулярных направлениях.Поскольку показатели преломления зависят от химического состава и строения материала, они являются характеристическими величинами для каждого кристаллического твердого вещества, и их измерение служит эффективным методом его идентификации. Пользуясь простым рефрактометром, ювелир или специалист по драгоценным камням может измерить показатель преломления драгоценного камня, не вынимая его из оправы. С помощью поляризационного микроскопа минералог без особого труда определяет тип минерала, измеряя его показатели преломления и другие оптические характеристики на мелких крупинках. См. также ДРАГОЦЕННЫЕ КАМНИ.Плеохроизм. В анизотропных кристаллах свет, колеблющийся в разных кристаллографических направлениях, может поглощаться по-разному. Одно из возможных следствий такого явления, называемого плеохроизмом, - изменение цвета кристалла при изменении направления колебаний. В других кристаллах свет, колеблющийся в одном кристаллографическом направлении, может распространяться почти без потерь интенсивности, а под прямым углом к нему почти полностью поглощаться. На различиях в поглощении света тонкими ориентированными кристаллами основано действие таких поляризационных светофильтров, как поляроид.... смотреть
КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: ПРИМЕНЕНИЕ КРИСТАЛЛОВК статье КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯПриродные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. С давних пор с кристаллами были связаны суеверия; как амулеты, они должны были не только ограждать своих владельцев от злых духов, но и наделять их сверхъестественными способностями. Позднее, когда те же самые минералы стали разрезать и полировать, как драгоценные камни, многие суеверия сохранились в талисманах "на счастье" и "своих камнях", соответствующих месяцу рождения. Все природные драгоценные камни, кроме опала, являются кристаллическими, и многие из них, такие, как алмаз, рубин, сапфир и изумруд, попадаются в виде прекрасно ограненных кристаллов. Украшения из кристаллов сейчас столь же популярны, как и во время неолита.Опираясь на законы оптики, ученые искали прозрачный бесцветный и бездефектный минерал, из которого можно было бы шлифованием и полированием изготавливать линзы. Нужными оптическими и механическими свойствами обладают кристаллы неокрашенного кварца, и первые линзы, в том числе и для очков, изготавливались из них. Даже после появления искусственного оптического стекла потребность в кристаллах полностью не отпала; кристаллы кварца, кальцита и других прозрачных веществ, пропускающих ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, до сих пор применяются для изготовления призм и линз оптических приборов.Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема или передачи.Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Полупроводники широко применяются также в преобразователях переменного тока в постоянный. См. также ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ; ТРАНЗИСТОР.Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧ-диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах. Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растет. См. также ЛАЗЕР; КВАНТОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И УСИЛИТЕЛИ.Искусственные кристаллы. С давних пор человек мечтал синтезировать камни, столь же драгоценные, как и встречающиеся в природных условиях. До 20 в. такие попытки были безуспешны. Но в 1902 удалось получить рубины и сапфиры, обладающие свойствами природных камней. Позднее, в конце 1940-х годов были синтезированы изумруды, а в 1955 фирма "Дженерал электрик" и Физический институт АН СССР сообщили об изготовлении искусственных алмазов.Многие технологические потребности в кристаллах явились стимулом к исследованию методов выращивания кристаллов с заранее заданными химическими, физическими и электрическими свойствами. Труды исследователей не пропали даром, и были найдены способы выращивания больших кристаллов сотен веществ, многие из которых не имеют природного аналога. В лаборатории кристаллы выращиваются в тщательно контролируемых условиях, обеспечивающих нужные свойства, но в принципе лабораторные кристаллы образуются так же, как и в природе - из раствора, расплава или из паров. Так, пьезоэлектрические кристаллы сегнетовой соли выращиваются из водного раствора при атмосферном давлении. Большие кристаллы оптического кварца выращиваются тоже из раствора, но при температурах 350-450? C и давлении ?140 МПа. Рубины синтезируют при атмосферном давлении из порошка оксида алюминия, расплавляемого при температуре 2050? C. Кристаллы карбида кремния, применяемые в качестве абразива, получают из паров в электропечи. См также АБРАЗИВЫ; ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА.... смотреть
КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ: СТРУКТУРА КРИСТАЛЛАК статье КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯКристалл представляет собой правильную трехмерную решетку, составленную из атомов или молекул. Структура кристалла - это пространственное расположение его атомов (или молекул). Геометрия такого расположения подобна рисунку на обоях, в которых основной элемент рисунка повторяется многократно. Одинаковые точки можно расположить на плоскости пятью разными способами, допускающими бесконечное повторение. Для пространства же имеется 14 способов расположения одинаковых точек, удовлетворяющих требованию, чтобы у каждой из них было одно и то же окружение. Это пространственные решетки, называемые также решетками Браве по имени французского ученого О.Браве, который в 1848 доказал, что число возможных решеток такого рода равно 14 (рис. 1-1, 1-2).Требование того, чтобы каждый узел решетки имел одинаковое атомное окружение, применительно к кристаллам налагает ограничения на сам основной элемент рисунка. При повторении он должен заполнять все пространство, не оставляя пустых узлов. Было установлено, что существует лишь 32 варианта расположения объектов вокруг некоторой точки (например, атомов вокруг узла решетки), удовлетворяющих этому требованию. Это так называемые 32 пространственные группы. В сочетании с 14 пространственными решетками они дают 230 возможных вариантов расположения объектов в пространстве, называемых пространственными группами. Поскольку структура кристалла определяется не только пространственным расположением атомов, но и их типом, число структур очень велико. Три кристаллические структуры, представленные на рис. 2, неодинаковы, хотя и относятся к одной и той же пространственной группе.Общими для всех кристаллов являются 14 пространственных решеток, наименьшие формообразующие ячейки которых показаны на рис. 1. Элементарная ячейка любого кристалла подобна одной из них, но ее размеры определяются размерами, числом и расположением атомов. Элементарная ячейка в виде параллелепипеда, вообще говоря, аналогична "кирпичику" Гаюи, т.е. базисному элементу, при повторении которого образуется кристалл. Рентгеновский анализ позволяет с большой точностью определять длину сторон ячейки и углы между сторонами. Элементарные ячейки очень малы и имеют порядок нанометра (10-9 м). Сторона кубической элементарной ячейки хлорида натрия равна 0,56 нм. Таким образом, в крохотной крупинке обычной поваренной соли содержится примерно миллион элементарных ячеек, уложенных одна к другой.Методом дифракции рентгеновских лучей (рентгенография) можно определить не только абсолютные размеры элементарной ячейки, но также пространственную группу и даже расположение атомов в пространстве, т.е. структуру кристалла. Важную роль в исследовании кристаллических структур сыграли также методы дифракции электронов (электронография), дифракции нейтронов (нейтронография) и инфракрасной спектроскопии.... смотреть
Kakaobutterkristalle
Milchzuckerkristalle
КРИСТАЛЛЫ ЛЬДАОсновная форма существования твердой фазы воды. Образуются из воды или водяного пара путем вынужденной или с^мрпроизвольной кристаллизации. Первая идет на границе с уже имеющейся твердой фазой (льдом), вторая — в ее отсутствии. При втором способе вода и пар проходят через стадию переохлаждения (метастабильности). В атмосфере К. л. зарождаются, как правило, из замерзающих мелких водяных капель. Самопроизвольная кристаллизация резко ускоряется при наличии ядер кристаллизации льда, представленных частицами твердых нерастворимых веществ. К. л. обладают гексагональной пространственной решеткой и принадлежат к дитригонально-пирамидальному виду симметрии тригональной системы. Свободно растущие монокристаллы имеют правильный шестиугольный вид, который создается комбинацией двух тригональных форм — призм и пирамид, могущих иметь неодинаковое развитие, особенно на начальных стадиях роста. Поскольку базисная плоскость (0001) у К. л. имеет наибольшую ретикулярную плотность, скорость ее роста в направлении главной оси меньше, чем в направлении побочных осей. В этой связи рост кристаллов ведет к развитию пластинчатых форм, ограниченных базисными плоскостями и сплюснутых по главной оси. В атмосфере часто возникают скелетные дендритовые формы (звездообразные снежинки), образование которых связано с различиями в интенсивности питйния выступов и средних частей граней. Однако рост К. л. по побочным осям, дающий пластинки, происходит лишь при температурах от 0 до —20°С. При более низких температурах преобладает рост по главной оси, в результате образуются призматические, столбчатые кристаллы. М. Г. Гросвальд... смотреть