Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел

§ 15. Строение твёрдых тел. Кристаллические и аморфные тела

Каковы свойства твёрдых тел?

1. Окружающие нас твёрдые тела имеют разное строение. Однако можно выделить большую группу твёрдых тел, имеющих правильную геометрическую форму. Такие твёрдые тела называют кристаллами или кристаллическими телами. Вам приходилось наблюдать кристаллы льда, сахара, поваренной соли. На рисунке 43 показано, как выглядят некоторые кристаллы. Правильная внешняя форма кристаллов объясняется тем, что частицы, из которых они состоят, расположены в определённом порядке друг относительно друга, на строго определённом расстоянии друг от друга. Важно, что этот порядок в расположении частиц повторяется.

Если мысленно соединить линиями положения равновесия частиц, то получим пространственную кристаллическую решётку. Кристаллическая решётка — присущее кристаллическому веществу правильное, повторяющееся расположение частиц. Примеры кристаллических решёток приведены на рисунках 44, 45.

Природные кристаллы

2. В узлах кристаллической решётки могут находиться атомы, молекулы или ионы. Соответственно существуют атомные, молекулярные и ионные кристаллы.

Примером атомного кристалла является кристалл алмаза (см. рис. 44), который состоит из атомов углерода. Кристалл графита (см. рис. 45) тоже состоит из атомов углерода, но имеет другое строение, поэтому алмаз и графит обладают разными свойствами. Так, алмаз значительно твёрже графита.

Кристалл поваренной соли — ионный кристалл. Его кристаллическая решётка состоит из ионов натрия и ионов хлора (см. рис. 17).

3. В природе можно встретить твёрдые тела, состоящие одного кристалла. Их называют монокристаллами¹. В виде отдельных монокристаллов существуют поваренная соль, сахарный песок, кварц и др.

¹ «Моно» означает «один».

Значительно чаще твёрдое тело представляет собой множество сросшихся кристаллов. Такие тела называют поликристаллами². К поликристаллам относятся, например, металлы.

² «Поли» означает «много».

4*. Свойства монокристаллов различны по разным направлениям. Так, пластинка слюды легко расслаивается на тонкие листы вдоль определённого направления. В других направлениях это сделать значительно труднее. Свойства поликристаллов, не подвергнутых специальной обработке, одинаковы по всем направлениям.

Различие свойств монокристаллов в разных направлениях связано с их правильным строением. Если в монокристалле выделить несколько направлений и провести прямые, то на них будет располагаться разное число частиц (рис. 46). Соответственно расстояния между частицами и силы взаимодействия между ними в разных направлениях будут различны. Это и приводит к тому, что свойства монокристаллов в разных направлениях неодинаковы.

Окончание >>>