Мы закончили знакомство с основными положениями МКТ. Перейдём теперь к изучению микроскопического строения различных тел с точки зрения этих положений. Продолжим наше знакомство с твёрдыми кристаллическими телами, начатое в § 6-д.

Геологам известно, что в природе встречаются кристаллы различных веществ, например, железа, золота, каменной соли, горного хрусталя. Рисунок многочисленных кристаллов кварца различных размеров вы можете видеть на странице, открывающей эту тему.

Важно: большинство окружающих нас кристаллов являются так называемыми поликристаллами (от греч. «полис» – многочисленный). Это значит, что они состоят из многих сросшихся между собой монокристаллов (от греч. «монос» – один, единственный). Например, на увеличенной фотографии отшлифованной поверхности алюминия (см. рисунок) чёрные линии – промежутки между отдельными монокристаллами. Они образовались при отвердевании расплавленного алюминия.

Строение монокристаллов. Появившиеся в XX веке электронные и ионные микроскопы помогли увидеть частицы многих кристаллов. Например, справа показано, как выглядят на экране электронного микроскопа атомы золота при увеличении в 5 миллионов раз. Нельзя не заметить, что атомы располагаются параллельными рядами. Говорят, что в их расположении наблюдается дальний порядок: упорядоченное расположение частиц сохраняется на больших расстояниях по сравнению с размерами самих частиц.

Кроме электронных, можно провести и рентгеновские исследования. Они также подтвердят, что частицы всех кристаллов расположены упорядоченно, образуя множество параллельных рядов.

1. С этого параграфа мы начинаем рассмотрение ...
2. Монокристаллы каких веществ можно встретить в природе?
3. Кристаллы многих веществ необычны: ...
4. Строение поликристаллов таково: они ...
5. Чёрные линии на фото гладкой поверхности алюминия – это ...
6. Монокристаллы алюминия возникают ...
7. На фото с экрана электронного микроскопа мы видим, ...
8. Атомы золота внутри его кристалла ...
9. О дальнем порядке расположения частиц вещества говорят, если ...
10. Рентгеновские методы изучения показывают: ...

Кристаллическая решётка. В § 7-б вы узнали, что соль состоит из частиц, называемых ионами. Ниже изображено строение монокристалла поваренной соли NaCl. Рисунки показывают одну и ту же модель со стороны грани монокристалла (а) и со стороны его угла (б). Ионы натрия и хлорид-ионы условно изображены в виде шариков разного цвета.

Слева и в центре показана так называемая шаровая модель строения кристалла. Справа – модель кристаллическая решётка, показывающая расположение центров частиц в кристалле (в).

Движение частиц кристаллов. В молекулярно-кинетической теории считается, что частицы кристаллов постоянно колеблются около положений равновесия. Размах колебаний невелик по сравнению с размерами самих частиц, поэтому на фотографиях с экрана электронного микроскопа их отклонения незаметны. В модели «кристаллическая решётка» отражают именно положения равновесия частиц.

Колебательное движение – основное движение частиц кристаллов. Наряду с этим частицы могут перескакивать в другие места. Этим объясняется, что в кристаллах может происходить диффузия (см. § 7-в).

Перескокам частиц способствует то, что в кристаллах бывают дефекты (см. рисунок). Рассмотрим один из дефектов кристалла – отсутствие в нём одной из частиц (а). В пустое место в ряду, в так называемую вакансию, может перескочить частица из соседнего ряда (б). В результате образуется новая вакансия. В неё может перескочить частица из другого ряда и так далее.

11. На рисунках с разноцветными «шариками» показано ...
12. На двух левых рисунках показана ...
13. Модель «кристаллическая решётка» отражает ...
14. Каков характер движения частиц кристаллов? Они ...
15. На фотографиях колебания частиц не видны, так как ...
16. Изображая кристаллическую решётку вещества, на ней ...
17. Диффузия в твёрдых телах крайне медленна, но всё же возможна, так как ...
18. Какая особенность реальных кристаллов делает перескоки их частиц чаще?
19. Простейшим дефектом кристалла является ...
20. Отсутствие частицы кристалла в «положенном месте» – это ...