Атты денелердің кристаллографиялық және кристаллохимиялық сипаттамасы

Табиғатта кристалл құрылымдардың әртүрлі түрлері жүзеге асады. Қарапайымынан күрделісіне қарай қарастырайық.


Тізбекті торларда атомаралық байланыстың сипаты әртүрлі: шексіз тізбек бойында ол берік, мысалы, ковалентті, ал басқа 2 бағыт бойынша - әлсіз, молекулалық. Атомаралық байланысы берік шексіз тізбек міндетті түрде сызықты емес, ол ирек (1.17-сурет) немесе бұрандалы (1.18-сурет) бола алады.

1.17 сурет. Көмірсутектердің ирек 1.18 сурет. Селеннің бұрандалы . тізбекті құрылымы құрылымы

 

Қабатты торлар екі бағытта химиялық атомаралық байланыс берік, ал 3 бағыттағы байланыс күштері әлсіздеу. Қабатты торы бар жай затқа графит мысал болады. Осындай торда кристалданатын күрделі химиялық қосылыстарға және тағы басқалары жатады.

Қабатты құрылымдар әлсіз байланысқан бағыттар бойынша оңай бұзылады, сондықтан пластинкаларға оңай ажырайды. Мысалы, слюда.

Қаркасты торлар кеңістіктегі барлық үш бағытта да химиялық атомаралық байланыстың бірдей беріктігімен сипатталады. Олар көптеген бейорганикалық кристалдарға тән.

Мұндай жіктелу симметрия түсініктеріне негізделген. А.В.Гадолин, одан ерте И.Гессель кристалдарда симметрия элементтерінің тек 32 бірігуі (сәйкестігі) ғана бола алатынын анықтаған. Оларды симметрия түрлері деп атайды. Олар сингониялар деп аталатын 6 топқа бөлінеді.

Сингониялардың кеңістіктік түрін түсіну үшін тағы да 1.16-суретке назар аударамыз. Сурет бойынша кристалдың үшөлшемді құрылымын құру үшін барлық 3 ось бойымен трансляция қажет, яғни қабырғалары а, б, с параллелепипедті орын ауыстыра отырып кеңістіктік тор деп аталатын құрылым түзіледі. Параллелепипед төбелері кеңістіктік тор түйіндері деп аталады. Ал параллелепипедтің өзін элементарлы ұяшық деп атайды. Оның а, в, с қабырғаларының ұзындықтары – кристалл тордың периодтары.

Қарапайым жағдайда кристалл атомдары параллелепипедтің төбелерінде орналасады. Олар – түйіндік атомдар. Қарапайым ұяшықта 8 ғана атом болады, сондықтан ол примитивті деп аталады. Басқа ұяшықтарда атомдар төбелерден басқа параллелепипедтің көлемінде немесе оның жақтарында орналаса алады. Мұндай ұяшықтар күрделіге жатады.

7 сингония элементарлы ұяшығы қарапайым торлар болып табылады. Браве бойынша, ұяшығы күрделі торлар да жетеу. Демек, Браве торлары деп аталатын кристалл торлардың барлығы 14 түрі бар.

Кеңістіктік торды геометриялық үшөлшемді дене ретінде толық сипаттау үшін а, в, с қабырғалары және элементар ұяшықтың сәйкес қабырғалары арасындағы бұрыштарының арасындағы қатынасты беру керек. Әртүрлі Браве торлары және сәйкес әртүрлі сингониялар үшін бұл қатынастар 1-кестеде берілген.