Кристалуудын үндсэн шинж чанарууд

Талстууд нь янз бүрийн чиглэлд өсөх хурд нь өөр өөр байдаг тул олон талт ургадаг. Хэрэв тэд адилхан байсан бол цорын ганц хэлбэр нь бөмбөг байх болно.

Зөвхөн өсөлтийн хурд төдийгүй бараг бүх шинж чанар нь янз бүрийн чиглэлд өөр өөр байдаг, i.e. талстуудад байдаг анизотропи ("an" - биш, "nizos" - ижил, "tropos" - өмч), чиглэлийн тэгш бус байдал.

Жишээлбэл, кальцит халахдаа уртааш чиглэлд сунах (a = 24.9·10 -6 o C -1), хөндлөн чиглэлд агших (a = -5.6·10 -6 o C -1). Мөн дулааны тэлэлт ба шахалт нь бие биенээ нөхөх чиглэлтэй (тэг тэлэлтийн чиглэл). Хэрэв та энэ чиглэлд перпендикуляр хавтанг хайчилж авбал түүний зузаан нь халах үед өөрчлөгдөхгүй бөгөөд үүнийг нарийн инженерийн эд анги үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно.

Бал чулуунд босоо тэнхлэгийн дагуух тэлэлт нь энэ тэнхлэгт хөндлөн чиглэлтэй харьцуулахад 14 дахин их байдаг.

Кристалуудын механик шинж чанарын анизотропи нь ялангуяа тодорхой юм. Давхаргатай бүтэцтэй талстууд - гялтгануур, бал чулуу, тальк, гипс - давхаргын чиглэлд нимгэн хуудас болгон хуваахад хялбар байдаг; тэдгээрийг бусад чиглэлд хуваах нь харьцуулшгүй илүү хэцүү байдаг. Давс нь жижиг шоо, испани нь ромбоэдрон (хугаралтын үзэгдэл) болж хуваагддаг.

Талстуудад оптик шинж чанар, дулаан дамжуулалт, цахилгаан дамжуулалт, уян хатан чанар гэх мэт анизотропи байдаг.

IN поликристалл, санамсаргүй байдлаар чиглэсэн олон дан талст мөхлөгүүдээс бүрдэх ба шинж чанарын анизотропи байхгүй.

Аморф бодисууд мөн гэдгийг дахин нэг удаа онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй изотроп.

Зарим талст бодисууд нь изотроп шинж чанартай байж болно. Жишээлбэл, гэрэл куб талстуудад ижил хурдтайгаар янз бүрийн чиглэлд тархдаг. Эдгээр талстуудад механик шинж чанарт анизотроп ажиглагдаж болох ч ийм талстууд оптик изотроп гэж хэлж болно.

Нэгдмэл байдал - Физик биеийн бүх эзлэхүүний хувьд ижил байх шинж чанар. Талст бодисын нэгэн төрлийн байдал нь ижил хэлбэртэй, ижил чиглэсэн талстуудын аль ч хэсгүүд нь ижил шинж чанартай байдагт илэрхийлэгддэг.

Өөрийгөө устгах чадвар – таатай нөхцөлд болор олон талт хэлбэрт орох чадвар. Стеноны тогтмол өнцгийн хуулиар тодорхойлсон.

Хавтгай байдал Тэгээд шулуун хонго . Кристалын гадаргуу нь хавтгай эсвэл нүүрээр хязгаарлагддаг бөгөөд тэдгээр нь огтлолцож шулуун шугамууд - ирмэгүүд үүсгэдэг. Ирмэгүүдийн огтлолцлын цэгүүд нь оройг үүсгэдэг.

Нүүр, ирмэг, орой, түүнчлэн хоёр талт өнцөг (шулуун, мохоо, хурц) нь талстуудын гадаад хязгаарлалтын элементүүд юм. Дээр дурдсанчлан хоёр талт өнцөг (эдгээр нь огтлолцсон хоёр хавтгай) нь тухайн төрлийн бодисын хувьд тогтмол байдаг.

Эйлерийн томъёо нь хязгаарлалтын элементүүдийн хоорондын хамаарлыг тогтоодог (зөвхөн энгийн хаалттай хэлбэрүүд):

G + B = P + 2,

G - нүүрний тоо,

B - оройн тоо,

P - хавирганы тоо.

Жишээлбэл, кубын хувьд 6+8=12+2

Талстуудын ирмэг нь торны эгнээ, нүүр нь хавтгай тортой тохирч байна.

Кристал тэгш хэм .

"Талстууд тэгш хэмээрээ гэрэлтдэг" гэж Оросын агуу талстографч Е. Федоров.

Тэгш хэм нь ижил дүрс эсвэл ижил дүрсийн ижил хэсгүүдийн байгалийн давталт юм. "Тэгш хэм" - Грек хэлнээс. Орон зайн харгалзах цэгүүдийн "пропорциональ байдал".

Хэрэв гурван хэмжээст орон зай дахь геометрийн объектыг эргүүлж, нүүлгэн шилжүүлэх эсвэл тусгах ба нэгэн зэрэг өөртэйгөө яг таарч (өөртөө өөрчилсөн), өөрөөр хэлбэл. түүнд хэрэглэсэн хувиргалтанд өөрчлөгдөөгүй хэвээр байсан бол объект тэгш хэмтэй, хувирал нь тэгш хэмтэй байна.

Энэ тохиолдолд хосолсон тохиолдол байж болно:

1. Тэнцүү гурвалжнуудыг (эсвэл бусад хэлбэрийг) хослуулах нь тэдгээрийг цагийн зүүний дагуу 180° эргүүлж, нэгийг нь нөгөөгөөр нь байрлуулах замаар хийгддэг. Ийм тоонуудыг нийцтэй-тэнцүү гэж нэрлэдэг. Жишээ нь - ижил бээлий (зүүн эсвэл баруун).

Кристалууд ба тэдгээрийн шинж чанарууд

Дотоод бүтцээс хамааран талст ба аморф хатуу биетүүдийг ялгадаг.
Кристалион, атом эсвэл молекулууд - орон зайд геометрийн зөв байрлалтай материаллаг хэсгүүдээс үүссэн хатуу биетүүд гэж нэрлэдэг. Тэдний эмх цэгцтэй, тогтмол зохион байгуулалт нь орон зайд болор тор үүсгэдэг - төгсгөлгүй гурван хэмжээст үечилсэн формац. Энэ нь зангилаа (тусдаа цэгүүд, атом ба ионы хүндийн төвүүд), эгнээ (ижил шулуун дээр байрлах зангилааны багц) ба хавтгай тор (дурын гурван зангилаагаар дамжин өнгөрөх онгоц) зэргийг ялгадаг. Геометрийн хувьд зөв болор хэлбэрЭнэ нь юуны түрүүнд тэдний хатуу байгалийн дотоод бүтэцтэй холбоотой юм. Кристал торны тор нь жинхэнэ болорын нүүртэй, торны огтлолцол - эгнээ - талстуудын ирмэгтэй, ирмэгийн огтлолцол - талстуудын оройтой тохирч байна. Ихэнх мэдэгдэж байгаа ашигт малтмал, чулуулаг, түүний дотор чулуун барилгын материал нь болор хатуу бодис юм.

Бүх талстууд хэд хэдэн нийтлэг шинж чанартай байдаг үндсэн шинж чанарууд.
Бүтцийн нэгэн төрлийн байдал- түүний талст торны эзэлхүүний бүх хэсэгт атомуудын харилцан зохион байгуулалтын ижил загвар.
Анизотропи- талстуудын физик шинж чанарын ялгаа (дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, хатуулаг, уян хатан чанар болон бусад) болор торны зэрэгцээ ба параллель бус чиглэлийн дагуу. Талстуудын шинж чанар нь зэрэгцээ чиглэлд ижил боловч параллель бус чиглэлд ялгаатай байдаг.
Өөрийгөө устгах чадвар, өөрөөр хэлбэл талстууд чөлөөтэй ургах үед ердийн олон талт хэлбэртэй болно.
Тэгш хэм- болор эсвэл түүний хэсгүүдийг орон зайн торны тэгш хэмд тохирсон тодорхой тэгш хэмтэй хувиргалттай хослуулах боломж.
Аморф буюу минералоидууд нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн (атом, ион, молекулууд) эмх замбараагүй, эмх замбараагүй (шингэн шиг) зохион байгуулалтаар тодорхойлогддог хатуу бодисууд, жишээлбэл, шил, давирхай, хуванцар гэх мэт. Аморф бодис нь изотроп шинж чанараараа тодорхойлогддог. тодорхой тодорхойлогдсон температур хайлах, байгалийн геометрийн хэлбэр байхгүй.
Ашигт малтмалын талст хэлбэрийг судлах нь талстуудын ертөнц нь тэгш хэмээр ялгагддаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн геометрийн хэлбэрээс тод харагддаг.
Тухайн объектыг тодорхой хувиргалтаар өөртэй нь нэгтгэж чадвал тэгш хэмтэй гэж тооцогддог: эргэлт, толин тусгал хавтгайд тусгал, тэгш хэмийн төвд тусгал. Геометрийн зургуудыг (туслах хавтгай, шулуун шугам, цэгүүд) тусламжтайгаар тэгш хэмийн элементүүд гэж нэрлэдэг. Үүнд тэгш хэмийн тэнхлэг, тэгш хэмийн хавтгай, тэгш хэмийн төв (эсвэл урвуу төв) орно.
Тэгш хэмийн төв нь дүрсний доторх тусгай цэг бөгөөд ямар ч шулуун шугам нь дүрсийн ижил ба урвуу байрлалтай хэсгүүдээс ижил зайд нийлдэг. Тэгш хэмийн хавтгай нь дүрсийг хоёр тэнцүү хэсэгт хуваадаг төсөөллийн хавтгай бөгөөд нэг хэсэг нь нөгөө хэсгийн толин тусгал болно. Тэгш хэмийн тэнхлэг нь төсөөллийн шулуун шугам бөгөөд түүнийг тойрон тодорхой өнцгөөр эргүүлэхэд зургийн ижил хэсгүүд давтагдана.

Талст бүтэцээр тодорхойлогддог ашигт малтмал нь тодорхой төрлийн болор тортой байдаг бөгөөд тэдгээрийн хэсгүүд нь химийн холбоогоор бэхлэгддэг. Валент электронуудын үзэл баримтлалд үндэслэн химийн бондын дөрвөн үндсэн төрөл байдаг.

1) ион эсвэл гетерополяр (эрдэс галит),

2) ковалент эсвэл гомеополяр (эрдэс-алмаз),

3) металл (эрдэс-алт),

4) молекул буюу ван дер Ваальс. Бондын шинж чанар нь талст бодисын шинж чанарт (эмзэг, хатуулаг, уян хатан чанар, хайлах цэг гэх мэт) нөлөөлдөг. Кристал нь нэг төрлийн холбоо (гомодесмик бүтэц) эсвэл хэд хэдэн төрлийн (гетеродесмик бүтэц) агуулж болно.

Сэдэв Хатуу биетийн тэгш хэм

1 Кристал ба аморф биетүүд.

2 Симметрийн элементүүд ба тэдгээрийн харилцан үйлчлэл

3 Кристал полиэдр ба болор торны тэгш хэм.

4 Кристаллографийн анги байгуулах зарчим

Лабораторийн ажил No2

Кристал загваруудын бүтцийг судлах

Багаж хэрэгсэл, дагалдах хэрэгсэл: талст бүтэцтэй химийн элементүүдийг харуулсан картууд;

Ажлын зорилго: талст ба аморф биет, талст торны тэгш хэмийн элементүүд, кристаллографийн ангиудыг бий болгох зарчмуудыг судлах, санал болгож буй химийн элементүүдийн талст торны үеийг тооцоолох.

Сэдвийн талаархи үндсэн ойлголтууд

Талстууд нь гурван хэмжээст үечилсэн атомын бүтэцтэй хатуу биетүүд юм. Тэнцвэрийн нөхцөлд тогтоц нь ердийн тэгш хэмтэй олон талт хэлбэртэй байдаг. Кристалууд нь хатуу биетүүдийн тэнцвэрт байдал юм.

Өгөгдсөн термодинамик нөхцөлд (температур, даралт) талст төлөвт байгаа химийн бодис бүр нь тодорхой атом-талст бүтэцтэй тохирдог.

Тэнцвэргүй нөхцөлд ургасан, зөв ​​зүслэггүй эсвэл боловсруулалтын үр дүнд алдсан болор нь талст төлөвийн үндсэн шинж чанар болох торны атомын бүтэц (болор тор) болон түүгээр тодорхойлсон бүх шинж чанарыг хадгалдаг.

Кристал ба аморф хатуу биетүүд

Хатуу биетүүд нь бүтцийн бүтэц, бөөмсийн (атом, ион, молекул) холбох хүчний шинж чанар, физик шинж чанараараа маш олон янз байдаг. Хатуу биетийн физик шинж чанарыг нарийвчлан судлах практик хэрэгцээ нь дэлхий дээрх нийт физикчдийн тал орчим хувь нь хатуу биетийг судлах, урьдчилан тодорхойлсон шинж чанартай шинэ материалыг бий болгох, тэдгээрийн практик хэрэглээг хөгжүүлэх чиглэлээр ажилладаг. Бодисыг шингэн төлөвөөс хатуу төлөвт шилжүүлэх явцад хоёр өөр төрлийн хатуурах боломжтой гэдгийг мэддэг.

Бодисын талсжилт

Тодорхой температурт хөргөсөн шингэнд талстууд (эмх цэгцтэй хэсгүүдийн хэсгүүд) гарч ирдэг - талстжих төвүүд нь бодисоос дулааныг зайлуулж, шингэний фазаас бөөмс нэмснээр ургаж, бүх эзэлхүүнийг хамардаг. бодисын.

Температур буурах үед шингэний зуурамтгай чанар хурдан нэмэгддэг тул хатуурах.

Энэхүү хатууруулах явцад үүссэн хатуу бодисыг аморф хатуу бодис гэж ангилдаг. Тэдгээрийн дотроос талстжилт нь огт ажиглагддаггүй бодисууд (битүүмжлэх лав, лав, давирхай) болон талстжих чадвартай бодисууд, жишээлбэл, шил зэргийг ялгадаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн зуурамтгай чанар нь температур буурах тусам хурдацтай нэмэгддэг тул талст үүсэх, ургахад шаардлагатай молекулуудын хөдөлгөөнд саад болж, талстжихаас өмнө бодис хатуурах цаг гардаг. Ийм бодисыг шилэн гэж нэрлэдэг. Эдгээр бодисуудын талсжих процесс нь хатуу төлөвт маш удаан, өндөр температурт илүү амархан явагддаг. Шилний "девитраци" буюу "унтраах" гэсэн алдартай үзэгдэл нь шилэн дотор жижиг талстууд үүсч, тэдгээрийн хил дээр гэрэл тусч, тархаж, улмаар шил тунгалаг болдог. Тунгалаг чихрийн чихэр "элсэн чихэртэй" байх үед ижил төстэй дүр зураг гарч ирдэг.

Аморф биеийг маш өндөр зуурамтгай чанар бүхий шингэн гэж үзэж болно. Аморф биетүүдэд шингэний сул илэрхийлэлтэй шинж чанарыг ажиглаж болно гэдгийг мэддэг. Хэрэв та юүлүүрийг лав эсвэл битүүмжлэх лаваар дүүргэх юм бол хэсэг хугацааны дараа янз бүрийн температурт ялгаатай аморф биеийн хэсгүүд аажмаар бүдгэрч, юүлүүр хэлбэртэй болж, саваа хэлбэрээр урсана. Шил хүртэл шингэн шинж чанартай байдаг. Хуучин барилгуудын цонхны шилний зузааныг хэмжихэд хэдэн зууны туршид шил нь дээрээс доошоо урсах цагтай байсныг харуулж байна. Шилний доод хэсгийн зузаан нь дээд хэсгээс арай том болсон.

Хатуухан хэлэхэд зөвхөн талст биетүүдийг хатуу гэж нэрлэх ёстой. Аморф биетүүд зарим шинж чанараараа, хамгийн чухал нь бүтцийн хувьд шингэнтэй төстэй байдаг: тэдгээрийг маш өндөр зуурамтгай чанар бүхий хэт хөргөлттэй шингэн гэж үзэж болно.

Талст дахь урт хугацааны дарааллаас ялгаатай нь (бөөмийн эмх цэгцтэй зохион байгуулалт нь талст ширхэг бүрийн бүх эзлэхүүнд хадгалагддаг) шингэн ба аморф биетүүдэд бөөмсийн зохион байгуулалтын богино хугацааны дараалал ажиглагддаг нь мэдэгдэж байна. Энэ нь аль ч бөөмстэй харьцуулахад хамгийн ойрын хөрш хэсгүүдийн зохион байгуулалт нь талст шиг тодорхой илэрхийлэгдээгүй боловч өгөгдсөн бөөмийн нөлөөлөлд өртөх үед түүнтэй холбоотой бусад хэсгүүдийн зохион байгуулалт улам бүр багасдаг гэсэн үг юм. молекулын 3-4 үр дүнтэй диаметрийн зайд эрэмбэлэгдсэн бол бөөмсийн байрлал дахь дараалал бүрмөсөн алга болно.

Материйн янз бүрийн төлөв байдлын харьцуулсан шинж чанарыг Хүснэгт 2.1-д үзүүлэв.

Кристал эс

Хатуу бодисын дотоод бүтцийг зөв тайлбарлахад хялбар болгохын тулд орон зайн эсвэл болор торны тухай ойлголтыг ихэвчлэн ашигладаг. Энэ бол орон зайн сүлжээ бөгөөд тэдгээрийн зангилаанууд нь талст үүсгэдэг ионууд, атомууд, молекулууд байрладаг.

Зураг 2.1-д орон зайн болор торыг үзүүлэв. Тод шугамууд нь хамгийн жижиг параллелепипедийг онцлон тэмдэглэсэн бөгөөд параллелепипедийн ирмэгийн чиглэлтэй давхцаж буй гурван координатын тэнхлэгийн дагуу зэрэгцээ хөдөлгөөнөөр болорыг бүхэлд нь барьж болно. Энэхүү параллелепипедийг торны үндсэн буюу нэгж нүд гэж нэрлэдэг. Энэ тохиолдолд атомууд параллелепипедийн орой дээр байрладаг.

Нэгж эсийн хоёрдмол утгагүй шинж чанарын хувьд 6 хэмжигдэхүүнийг зааж өгсөн болно: гурван ирмэг a, b, c ба параллелепипедийн ирмэгийн хоорондох гурван өнцөг a, b, g.Эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийг торны параметрүүд гэж нэрлэдэг. Сонголтууд a, b, c - Эдгээр нь болор тор дахь атом хоорондын зай юм. Тэдний тоон утга нь 10-10 м байна.

Хамгийн энгийн төрлийн сараалжууд кубпараметрүүдтэй a=b=c Тэгээд a = b = g= 90 0 .

Миллерийн индексүүд

Кристал дахь зангилаа, чиглэл, онгоцыг бэлгэдлийн хувьд тодорхойлохын тулд Миллерийн индекс гэж нэрлэгддэг индексийг ашигладаг.

Зангилааны индексүүд

Сонгосон гарал үүсэлтэй харьцуулахад торны аль ч зангилааны байрлалыг гурван координатаар тодорхойлно X, Y, Z (Зураг 2.2).

Эдгээр координатуудыг торны параметрээр дараах байдлаар илэрхийлж болно. X= ma, Y= nb, Z= pc, Хаана a, b, c - торны параметрүүд, m, n, p - бүхэл тоо.

Тиймээс, хэрэв бид торны тэнхлэгийн дагуу уртын нэгж болгон метрийг биш харин торны параметрүүдийг авч үзвэл a, b, c (тэнхлэгийн уртын нэгж), дараа нь зангилааны координатууд нь тоонууд болно м, н, х. Эдгээр тоонуудыг зангилааны индекс гэж нэрлэдэг ба -аар тэмдэглэнэ.

Сөрөг координатын чиглэлд байрлах зангилааны хувьд харгалзах индексийн дээр хасах тэмдэг тавина. Жишээлбэл .

Чиглэлийн индексүүд

Кристалд чиглэлийг тогтоохын тулд координатын эхийг дайран өнгөрөх шулуун шугамыг сонгоно (Зураг 2.2). Түүний чиг баримжаа нь индексээр тодорхойлогддог m n p дамжин өнгөрөх эхний зангилаа. Иймээс чиглэлийн индексийг өгөгдсөн чиглэлд байрлах цэгийн эхэнд хамгийн ойр байрлах байрлалыг тодорхойлдог хамгийн жижиг гурван бүхэл тоогоор тодорхойлно. Чиглэлийн индексүүдийг дараах байдлаар бичнэ.

Зураг 2.3 Куб тор дахь үндсэн чиглэлүүд.

Ижил чиглэлийн бүлгийг тасархай хаалтаар тэмдэглэнэ.

Жишээлбэл, ижил чиглэлийн бүлэгт чиглэлүүд багтдаг

Зураг 2.3-т куб торны үндсэн чиглэлүүдийг харуулав.

Хавтгай индексүүд

Орон зай дахь аль нэгний байрлалыг гурван сегментийг зааж өгснөөр тодорхойлно OA, OV, OS (Зураг 2.4), энэ нь сонгосон координатын системийн тэнхлэгүүд дээр таслагдана. Тэнхлэгийн нэгжид сегментүүдийн урт нь: ; ; .

Тэнхлэгийн сегментүүдийн харилцан утгуудын харьцааг бүрдүүлж, хамгийн бага гурван тооны харьцаагаар илэрхийлье. h,k,l Ингэснээр тэгш байдал хадгалагдана .

Тоонууд h,k,l нь онгоцны индексүүд юм. Хавтгай индексүүдийг олохын тулд харьцааг нийтлэг хамгийн бага хуваагч болгон бууруулж, хуваагчийг хасна. Бутархай тоологч нь онгоцны индексийг өгдөг. Үүнийг жишээгээр тайлбарлая: m = 1, n = 2, p = 3. Дараа нь . Тиймээс хэлэлцэж буй хэргийн хувьд h = 6, k = 3, l = 2. Миллерийн хавтгайн индексүүдийг хаалтанд оруулсан болно (6 3 2). Сегментүүд m n p бутархай байж болох ч энэ тохиолдолд Миллерийн индексийг бүхэл тоогоор илэрхийлнэ.

Болъё m =1, n =, p =, тэгвэл .

Хавтгай нь зарим координатын тэнхлэгтэй зэрэгцэн чиглэгдэх үед энэ тэнхлэгт харгалзах индекс тэгтэй тэнцүү байна.

Хэрэв тэнхлэг дээр таслагдсан сегмент нь сөрөг утгатай бол харгалзах онгоцны индекс нь сөрөг тэмдэгтэй байх болно. Болъё h = - 6 , k = 3, l = 2, тэгвэл ийм онгоц Миллерийн хавтгайн индексүүдэд бичигдэнэ.

Онгоцны индексүүд гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй (h, k, l) Тэд ямар нэгэн тодорхой хавтгайд биш, харин параллель хавтгайн гэр бүлийн чиг баримжааг тогтоодог, өөрөөр хэлбэл мөн чанартаа тэд онгоцны талстографийн чиглэлийг тодорхойлдог.

Зураг 2.5-д куб торны үндсэн хавтгайг үзүүлэв.

Миллерийн индексээр ялгаатай зарим онгоцууд байдаг

физик болон кристаллографийн утгаараа тэнцүү. Куб торонд эквивалентийн нэг жишээ бол шоогийн нүүрнүүд юм. Физик тэнцэл нь эдгээр бүх онгоцууд нь торны зангилааны зохион байгуулалтад ижил бүтэцтэй, тиймээс ижил физик шинж чанартай байдагт оршино. Тэдний талстографийн эквивалент нь координатын нэг тэнхлэгийн эргэн тойронд -ийн үржвэртэй өнцгөөр эргүүлэхэд эдгээр онгоцууд хоорондоо зэрэгцэн байрлана.Эцвивалент хавтгайн бүлгийг буржгар хаалтанд зааж өгсөн. Жишээлбэл, тэмдэг нь кубын нүүрний бүхэл бүтэн гэр бүлийг илэрхийлдэг.

Миллерийн гурван бүрэлдэхүүн хэсгийн бэлгэдлийг зургаан өнцөгтөөс бусад бүх торны системд ашигладаг. Зургаан өнцөгт торонд (Зураг 2.7 No 8) зангилаанууд нь ердийн зургаан өнцөгт призмүүдийн оройнууд ба тэдгээрийн зургаан өнцөгт суурийн төвүүдэд байрладаг. Зургаан өнцөгт системийн талст дахь хавтгайн чиглэлийг дөрвөн координатын тэнхлэг ашиглан дүрсэлсэн болно. x 1, x 2, x 3, z, гэж нэрлэгддэг Миллер-Бравай индекс. Тэнхлэгүүд x 1, x 2, x 3 гарал үүслээс 120 0 өнцгөөр зөрөх. Тэнхлэг z тэдгээрт перпендикуляр. Дөрвөн бүрэлдэхүүн хэсгийн бэлгэдлийг ашиглан чиглэлийг тодорхойлох нь хэцүү бөгөөд бараг ашиглагддаггүй тул зургаан өнцөгт торны чиглэлийг Миллерийн гурван бүрэлдэхүүн хэсгийн бэлгэдлийг ашиглан тодорхойлдог.

Кристалуудын үндсэн шинж чанарууд

Кристалуудын гол шинж чанаруудын нэг нь анизотропи. Энэ нэр томъёо нь болор дахь чиглэлээс хамааран физик шинж чанарын өөрчлөлтийг хэлнэ. Тиймээс болор нь янз бүрийн чиглэлд өөр өөр хүч чадал, хатуулаг, дулаан дамжуулалт, эсэргүүцэл, хугарлын илтгэгч гэх мэт байж болно. Анизотропи нь мөн талстуудын гадаргуугийн шинж чанарт илэрдэг. Өөр өөр талстуудын гадаргуугийн хурцадмал байдлын коэффициент нь өөр өөр утгатай байна. Хайлмал эсвэл уусмалаас болор ургах үед энэ нь янз бүрийн нүүрний өсөлтийн хурдны зөрүүний шалтгаан юм. Өсөлтийн хурдны анизотропи нь өсөн нэмэгдэж буй болорын зөв хэлбэрийг тодорхойлдог. Гадаргуугийн шинж чанарын анизотропи нь уусалтын хурд ба ижил талстуудын янз бүрийн гадаргуугийн химийн идэвхжилийн шингээх чадварын зөрүүгээс үүсдэг. Физик шинж чанарын анизотропи нь болор торны эмх цэгцтэй бүтцийн үр дагавар юм. Ийм бүтцэд хавтгай атомуудын савлах нягт өөр байна. Зураг 2.6-д үүнийг тайлбарлав.

Онгоцуудыг атомын популяцийн нягтын буурах дарааллаар байрлуулснаар бид дараах цувралыг олж авна. (0 1 0) (1 0 0) (1 1 0) (1 2 0) (3 2 0) . Хамгийн нягт дүүргэсэн хавтгайд атомууд хоорондоо илүү нягт холбоотой байдаг, учир нь тэдгээрийн хоорондох зай хамгийн бага байдаг. Нөгөөтэйгүүр, хүн ам шигүү суурьшсан онгоцууд бие биенээсээ харьцангуй хол зайд, сийрэг суурьшсан онгоцноос харьцангуй хол зайд байрладаг тул бие биентэйгээ холбоо нь сул байх болно.

Дээр дурдсан зүйлс дээр үндэслэн бид ердийн болорыг хавтгайд хуваахад хамгийн хялбар гэж хэлж болно. (0 1 0), бусад онгоцноос илүү. Энд механик хүч чадлын анизотропи илэрдэг. Кристалын бусад физик шинж чанарууд (дулааны, цахилгаан, соронзон, оптик) өөр өөр чиглэлд өөр өөр байж болно. Кристал, болор тор ба тэдгээрийн элементийн эсийн хамгийн чухал шинж чанар нь тодорхой чиглэл (тэнхлэг) ба хавтгайд хамаарах тэгш хэм юм.

Кристал тэгш хэм

Хүснэгт 2.1

Кристал систем	Нэгж эсийн ирмэгийн харьцаа	Нэгж нүдэн дэх өнцгийн харьцаа
Триклиник
Моноклиник
Ромбик
Тетрагональ
Куб
Гурвалсан (робоэдр)
Зургаан өнцөгт

Кристал дахь бөөмсийн үечилсэн байрлалаас болж энэ нь тэгш хэмтэй байдаг. Энэ шинж чанар нь тодорхой сэтгэцийн үйл ажиллагааны үр дүнд болор бөөмсийн систем нь өөртэйгөө нэгдэж, анхныхаасаа ялгагдахааргүй байрлал руу шилждэгт оршино. Үйлдэл бүрийг тэгш хэмийн элементтэй холбож болно. Талстуудын тэгш хэмийн дөрвөн элемент байдаг. Энэ - тэгш хэмийн тэнхлэг, тэгш хэмийн хавтгай, тэгш хэмийн төв ба тэгш хэмийн толин тусгал-эргэлтийн тэнхлэг.

1867 онд Оросын талстографч А.В. Гадолин байж болохыг харуулсан Тэгш хэмийн элементүүдийн 32 боломжит хослол.Эдгээр тэгш хэмийн элементүүдийн боломжит хослол бүрийг нэрлэдэг тэгш хэмийн анги.Байгальд тэгш хэмийн 32 ангийн аль нэгэнд хамаарах талстууд байдгийг туршлага нотолсон. Кристаллографийн хувьд параметрийн харьцаанаас хамааран 32 тэгш хэмийн ангиллыг зааж өгсөн болно. a, b, c, a, b, g Эдгээрийг дараах нэртэй 7 систем (систем) болгон нэгтгэдэг: Триклиник, моноклиник, ромбик, тригональ, зургаан өнцөгт, тетрагональ, куб систем. Хүснэгт 2.1-д эдгээр системүүдийн параметрийн харьцааг харуулав.

Францын кристаллографч Бравагийн хэлснээр янз бүрийн талст системд хамаарах нийт 14 төрлийн тор байдаг.

Хэрэв болор торны зангилаа нь зөвхөн нэгж нүд болох параллелепипедийн оройн хэсэгт байрладаг бол ийм торыг гэнэ. Балар эртний эсвэл энгийн (Зураг 2.7 No 1, 2, 4, 9, 10, 12), хэрэв зэрэгцээ параллелепипедийн суурийн төвд зангилаа байгаа бол ийм торыг нэрлэдэг. суурь төвтэй (Зураг 2.7 No 3, 5), хэрэв орон зайн диагональуудын огтлолцол дээр зангилаа байгаа бол торыг нэрлэнэ. бие төвтэй (Зураг 2.7 No 6, 11, 13), хэрэв бүх хажуугийн нүүрний төвд зангилаа байгаа бол - нүүр төвтэй (зураг 2.7 № 7, 14). Энгийн эсүүд нь параллелепипедийн эзэлхүүн дотор эсвэл түүний нүүрэн дээр нэмэлт зангилаа агуулсан торыг нэрлэдэг. цогцолбор.

Bravais lattice нь ижил ба ижил байрлалтай бөөмсийн (атом, ион) цуглуулга бөгөөд тэдгээрийг зэрэгцээ дамжуулалтаар бие биетэйгээ нэгтгэж болно. Нэг Bravais тор нь өгөгдсөн болорын бүх атомыг (ионуудыг) шавхаж чадна гэж бодож болохгүй. Талстуудын нарийн төвөгтэй бүтцийг хэд хэдэн шийдлийн хослолоор төлөөлж болно Bravais одоогийн, нэг нь нөгөө рүү түлхэж. Жишээлбэл, ширээний давсны болор тор NaCl (Зураг 2.8) нь ионоор үүсгэгдсэн хоёр куб нүүр төвтэй Бравай тороос бүрдэнэ. На - Тэгээд Cl+, шоо дөрвөлжин ирмэгийн хагасаар бие биенээсээ харьцангуй офсет.

Торны үеийн тооцоо.

Кристалын химийн найрлага, түүний орон зайн бүтцийг мэдэхийн тулд энэ болорын торны тогтмолыг тооцоолох боломжтой. Даалгавар нь нэгж эсийн молекулуудын (атом, ион) тоог тогтоох, түүний эзэлхүүнийг торны үеээр илэрхийлэх, болорын нягтыг мэдэж, зохих тооцоог хийх явдал юм. Олон төрлийн болор торны хувьд атомын дийлэнх нь нэг нэгж үүрэнд хамаарахгүй, харин хэд хэдэн хөрш нэгжийн эсүүдэд нэгэн зэрэг ордог гэдгийг анхаарах нь чухал юм.

Жишээлбэл, 2.8-р зурагт торыг харуулсан натрийн хлоридын торны тогтмолыг тодорхойлъё.

Сүлжээний үе нь ижил нэртэй хамгийн ойрын ионуудын хоорондох зайтай тэнцүү байна. Энэ нь кубын ирмэгтэй тохирч байна. Эзлэхүүн нь тэнцүү энгийн куб дахь натри, хлорын ионы тоог олцгооё. d 3 , d - торны үе. Шоогийн орой дээр 8 натрийн ион байрладаг боловч тэдгээр нь тус бүр нь нэгэн зэрэг найман зэргэлдээх энгийн шоо дөрвөлжин орой болдог тул кубын оройд байрлах ионы зөвхөн нэг хэсэг нь энэ эзлэхүүнд хамаарна. Нийт долоон ийм натрийн ион байдаг бөгөөд тэдгээр нь нийлээд натрийн ионыг бүрдүүлдэг. Зургаан натрийн ион нь шоо дөрвөлжингийн нүүрний төвд байрладаг боловч тус бүр нь тухайн кубын зөвхөн тал хувь нь юм. Тэд хамтдаа натрийн ионыг бүрдүүлдэг. Тиймээс, тухайн энгийн шоо нь дөрвөн натрийн ион агуулдаг.

Нэг хлорын ион нь кубын орон зайн диагональуудын огтлолцол дээр байрладаг. Энэ нь бүхэлдээ манай анхан шатны шоонд хамаарна. Арван хоёр хлорын ионыг кубын ирмэгийн дунд байрлуулна. Тэд тус бүр нь эзлэхүүнд хамаарна г 3 Дөрөвний нэгээр, учир нь шоогийн ирмэг нь зэргэлдээх дөрвөн элементийн нүдэнд нэгэн зэрэг нийтлэг байдаг. Харгалзан үзэж буй шоонд ийм 12 хлорын ион байгаа бөгөөд тэдгээр нь нийлээд хлорын ионыг бүрдүүлдэг. Нийтдээ анхан шатны хэмжээнд г 3 4 натрийн ион, 4 хлорын ион, өөрөөр хэлбэл 4 натрийн хлоридын молекул агуулдаг. (n = 4).

Хэрэв натрийн хлоридын 4 молекул эзэлхүүнийг эзэлнэ d 3, тэгвэл нэг моль болорын хувьд эзлэхүүн байх болно , энд А нь Авогадрогийн тоо, n- нэгж эсийн молекулын тоо.

Нөгөө талаас, мэнгэний масс хаана байна, болорын нягт байна. Дараа нь хаана

(2.1)

Нэг параллелепипед эсийн атомын тоог тодорхойлохдоо (агуулгын тооцоо) дараах дүрмийг баримтлах хэрэгтэй.

q Хэрэв атомын бөмбөрцгийн төв нь энгийн эсийн оройн аль нэгтэй давхцаж байвал ийм атомаас энэ нүдэнд хамаарна, учир нь параллелепипедийн аль ч оройд найман зэргэлдээх параллелепипедүүд нэгэн зэрэг нийлдэг бөгөөд оройн атом нь ижил хамааралтай байдаг ( Зураг 2.9);

q нь эсийн ирмэг дээр байрлах атомын ирмэг нь дөрвөн параллелепипедт нийтлэг байдаг тул энэ нүдэнд хамаарна (Зураг 2.9);

q эсийн нүүрэн дээр хэвтэж буй атомаас энэ эсэд хамаарна, учир нь эсийн нүүр нь хоёр параллелепипедт нийтлэг байдаг (Зураг 2.9);

q эсийн дотор байрлах атом бүхэлдээ түүнд хамаарна (Зураг 2.9).

Энэ дүрмийг ашиглах үед параллелепипед эсийн хэлбэр нь хайхрамжгүй байдаг. Томъёолсон дүрмийг ямар ч системийн эсүүдэд сунгаж болно.

Ахиц дэвшил

Бодит талстуудын олж авсан загваруудын хувьд

1 Нэгж нүдийг сонгоно уу.

2 Bravais торны төрлийг тодорхойлох.

3 Эдгээр нэгжийн нүдэнд "агуулгын тооллого" хийнэ үү.

4 Сүлжээний үеийг тодорхойлно.

Талстыг талст бус хатуу бодисоос хэрхэн ялгах вэ? Магадгүй олон талт хэлбэрээр үү? Гэхдээ металл эсвэл чулуулаг дахь болор ширхэгүүд жигд бус хэлбэртэй байдаг; Нөгөө талаас, жишээ нь шил нь олон талт байж болно - хэн нүүр царайтай шилэн сувсыг хараагүй вэ? Гэхдээ бид шил бол талст бус бодис гэж ярьдаг. Яагаад?

Юуны өмнө, талстууд өөрсдөө хүний ​​тусламжгүйгээр олон талт хэлбэрээ олж авдаг тул шилийг хүний ​​гараар зүсэх ёстой.

Дэлхий дээрх бүх бодисууд хамгийн жижиг, нүдэнд үл үзэгдэх, тасралтгүй хөдөлж буй тоосонцор - ион, атом, молекулуудаас бүрддэг.

Шил ба шилний гол ялгаа нь тэдгээрийн дотоод бүтэц, тэдгээрийн дотор бодисын хамгийн жижиг хэсгүүд - молекул, атом, ионууд хэрхэн байрладаг вэ? Хийн биет, шингэн ба талст бус хатуу биет, тухайлбал, шил зэрэгт бодисын хамгийн жижиг хэсгүүд бүрэн санамсаргүй байдлаар байрладаг. Мөн хатуу талст биетүүдэд бөөмс нь тодорхой дарааллаар байрладаг. Тэдгээр нь хэсэг тамирчдын хэлбэр дүрстэй төстэй боловч нэг ялгаа нь тоосонцоруудын ердийн эгнээ нь зөвхөн баруун, зүүн, урагш, хойшоо сунадаг төдийгүй дээш доошоо сунадаг. Үүнээс гадна бөөмс нь хөдөлгөөнгүй зогсохгүй, цахилгааны хүчээр барьж, тасралтгүй хэлбэлздэг. Талст доторх бөөмс хоорондын зай нь атомууд өөрөө жижиг байдагтай адил бага байдаг: ойролцоогоор 100 сая атом 1 см урттай сегмент дээр байрлаж болно. Энэ бол маш том тоо: 100 сая хүн мөр зэрэгцэн жагссан гэж төсөөлөөд үз дээ. Ийм шугам нь экваторын дагуу дэлхийг тойрон хүрээлж болно.

Бодис бүрийн хэсгүүдийн зөв бүтэц өөр өөр байдаг тул талстуудын хэлбэр маш олон янз байдаг. Гэхдээ бүх талстууд хатуу дарааллаар байрласан атомууд эсвэл молекулуудтай байдаг бол талст бус биетүүдэд ийм дараалал байдаггүй. Тийм ч учраас бид: талстууд нь тэдгээрийн бүрдүүлэгч хэсгүүд нь тогтмол дарааллаар байрладаг хатуу биетүүд юм.

Бүх талстыг бүтээх хуулиудыг онолын хувьд Оросын агуу талст судлаач Евграф Степанович Федоров (1853-1919), Германы талст судлаач Артур Шонфлис нар гаргажээ. Федоров одоогоос 20 жилийн өмнө буюу 1912 онд болор дахь атомууд үнэхээр тогтмол дарааллаар байрлаж, тэдгээрийн зохион байгуулалтын хууль Оросын эрдэмтэнтэй яг адилхан байдгийг рентген туяаны тусламжтайгаар туршилтаар нотолсон нь гайхалтай юм. урьдчилан харсан.

Кристал дахь атомуудын (эсвэл бусад хэсгүүдийн) тогтмол үечилсэн зохион байгуулалтыг нэрлэдэг болор тор.

Тус бүр өөрийн гэсэн олон талт хэлбэртэй байдаг бөгөөд энэ нь түүний болор торны бүтцээс хамаардаг. Жишээлбэл, ширээний давсны талстууд нь дүрмээр бол шоо хэлбэртэй байдаг; бусад бодисууд нь янз бүрийн пирамид, призм, октаэдр (октаэдрон) болон бусад олон талст хэлбэрээр талсждаг.

Гэхдээ ийм ердийн талст хэлбэрүүд байгальд ховор байдаг тул та энэ талаар цааш нь унших болно.

Талст бус бодисууд нь өөрийн гэсэн хэлбэртэй байдаггүй, учир нь тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь эмх замбараагүй, санамсаргүй байдлаар байрладаг.

Бөөмийн зөв зохион байгуулалт нь болорын шинж чанарыг мөн тодорхойлдог. Үл анзаарагдам хар бал чулуу, гялалзсан тунгалаг бал чулуу зэрэг хоёр өөр ашигт малтмал ижил нүүрстөрөгчийн атомаас бүтсэн нь гайхалтай биш гэж үү! - Эдгээр нь нүүрстөрөгчийн талстууд юм. Нүүрстөрөгчийн атомуудын талст торнууд нэг хэв маягаар байрласан бол дэлхий дээрх бүх бодисуудаас хамгийн хатуу, үнэт чулуунуудаас хамгийн үнэтэй нь болох алмазын тунгалаг талстыг үүсгэдэг.Харин ижил нүүрстөрөгчийн атомууд өөр хэлбэрээр байрладаг бол жижиг , хар, тунгалаг талстыг гаргаж авдаг бал чулуу нь хамгийн зөөлөн эрдсийн нэг юм. Алмаз нь бал чулуунаас бараг хоёр дахин хүнд байдаг. Графит нь цахилгаан дамжуулдаг, харин алмаз нь цахилгаан дамжуулдаггүй. Алмазан талстууд хэврэг, бал чулуу нь уян хатан байдаг. Алмаз нь хүчилтөрөгчийн урсгалд амархан шатдаг бөгөөд галд тэсвэртэй таваг нь бал чулуугаар хийгдсэн байдаг - энэ нь галд маш тэсвэртэй байдаг. Хоёр тэс өөр бодис, гэхдээ ижил атомаас бүтээгдсэн бөгөөд тэдгээрийн хоорондын ялгаа нь зөвхөн өөр өөр бүтэцтэй байдаг.

Алмазын бүтэц нь бал чулуунаас огт өөр; амархан шилждэг давхарга байдаггүй бөгөөд алмаз нь бал чулуунаас хамаагүй хүчтэй байдаг.

Хүн бүр гялтгануур талстыг мэддэг. Хутганы ирээр эсвэл зүгээр л хуруугаараа гялтгануурыг хуваахад хялбар байдаг: гялтгануурын навчнууд бие биенээсээ бараг ямар ч хүндрэлгүйгээр тусгаарлагддаг. Гэхдээ хавтангийн хавтгайд гялтгануурыг салгаж, зүсэж эсвэл хугалж үзээрэй - энэ нь маш хэцүү: хуудасны хавтгай дагуу сул гялтгануур нь хөндлөн чиглэлд илүү хүчтэй болж хувирдаг. Янз бүрийн чиглэлд гялтгануур талстуудын хүч чадал өөр өөр байдаг.

Энэ шинж чанар нь дахин талстуудын шинж чанар юм. Жишээлбэл, шил нь ямар ч байдлаар, бүх чиглэлд, жигд бус хэсгүүдэд амархан эвдэрдэг гэдгийг мэддэг. Гэхдээ чулуун давсны болор нь хичнээн нарийн эвдэрсэн ч гэсэн үргэлж шоо хэвээр байх болно, өөрөөр хэлбэл энэ нь зөвхөн харилцан перпендикуляр, бүрэн тэгш ирмэгийн дагуу амархан хуваагддаг.

Болор нь хамгийн бага хүч чадалтай чиглэлд хуваагддаг. Кристал бүрт энэ нь гялтгануур эсвэл чулуулгийн давс шиг тод илэрдэггүй - жишээлбэл, кварц нь хавтгайд хуваагддаггүй - бүх талстууд өөр өөр чиглэлд өөр өөр хүчтэй байдаг. Жишээлбэл, чулуулгийн давс нь нэг чиглэлд нөгөөгөөсөө найм дахин, цайрын талстууд арав дахин хүчтэй байдаг. Энэ шинж чанараараа талстыг талст бусаас ялгаж болно: талст бус биед хүч нь бүх чиглэлд ижил байдаг тул тэдгээр нь бүр хавтгайд хуваагддаггүй.

Хэрэв та ямар нэгэн биеийг халаавал энэ нь тэлж эхэлнэ. Эндээс талст ба талст бус бодисуудын ялгааг харахад хялбар байдаг: шил нь бүх чиглэлд жигд өргөжиж, болор нь янз бүрийн чиглэлд өөр өөр тэлэх болно. Жишээлбэл, кварцын талстууд уртааш чиглэлд хөндлөн чиглэлд хоёр дахин их өргөжиж байна. Талстуудын хатуулаг, дулаан дамжуулалт, цахилгаан болон бусад шинж чанарууд нь өөр өөр чиглэлд өөр өөр байдаг.

Талстуудын оптик шинж чанарууд нь онцгой анхаарал татдаг. Хэрэв та Исландын талстуудаар объектуудыг харвал тэдгээр нь хоёр дахин их харагдах болно. Исландын нэгэн болорт гэрлийн туяа хоёр хуваагддаг. Энэ шинж чанар нь янз бүрийн чиглэлд өөр өөр байдаг: хэрэв та болорыг эргүүлбэл үсэг нь хоёр хуваагдана, заримдаа илүү их, заримдаа бага байдаг.

Талст олон талст хэлбэрүүд нь хатуу тэгш хэмээрээ нүдийг нь гайхшруулдаг.

Талстуудын тэгш хэм нь тэдний чухал бөгөөд онцлог шинж чанар юм. Талст бодис нь талстуудын хэлбэр, тэдгээрийн тэгш хэмээр тодорхойлогддог.

Лекц 16

Кристалуудын физик шинж чанарууд

Хатуу биеийн физик нь хатуу биетүүдийн бүтэц, физик шинж чанарыг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Энэ нь бодисын атомын бүтцээс физик шинж чанаруудын хамаарлыг тогтоож, тодорхой шинж чанартай шинэ талст материалыг олж авах, судлах аргыг боловсруулдаг.

Кристалуудын физик шинж чанарыг дараахь байдлаар тодорхойлно.

1) талстыг бүрдүүлдэг химийн элементүүдийн шинж чанар;

2) химийн бондын төрөл;

3) бүтцийн геометрийн шинж чанар, өөрөөр хэлбэл болор бүтэц дэх атомуудын харьцангуй зохион байгуулалт;

4) бүтцийн төгс бус байдал, өөрөөр хэлбэл согог байгаа эсэх.

Нөгөөтэйгүүр, талстуудын физик шинж чанараар бид ихэвчлэн химийн бондын төрлийг шүүдэг.

Кристалуудын бат бөх чанарыг механик болон дулааны шинж чанараар нь хамгийн хялбараар дүгнэж болно. Кристал хэдий чинээ хүчтэй байна төдий чинээ хатуулаг, хайлах цэг нь өндөр байна. Хэрэв та ижил төрлийн бодисуудын найрлага дахь хатуулгийн өөрчлөлтийг судалж, олж авсан өгөгдлийг хайлах температурын харгалзах утгатай харьцуулж үзвэл эдгээр шинж чанаруудын өөрчлөлтөд "параллелизм" байгааг анзаарч болно.

Кристалуудын физик шинж чанаруудын хамгийн онцлог шинж чанар нь тэдний шинж чанар гэдгийг танд сануулъя тэгш хэм ба анизотропи. Анизотроп орчин нь хэмжсэн шинж чанар нь хэмжилтийн чиглэлээс хамааралтай байдгаараа тодорхойлогддог.

Кристал хими нь талстографи, физиктэй нягт холбоотой гэж бид өмнө нь хэлсэн. Тийм ч учраас, болор физикийн гол ажил(талстуудын физик шинж чанарыг судалдаг талстографийн салбар) нь талстуудын физик шинж чанарын зүй тогтлыг тэдгээрийн бүтцээс нь судлах, түүнчлэн эдгээр шинж чанаруудын гадны нөлөөллөөс хамаарах байдлыг судалдаг шинжлэх ухаан юм.

Бодисын физик шинж чанарыг бүтэц мэдрэмтгий, бүтэц мэдрэмтгий бус шинж чанарууд гэж хоёр бүлэгт хувааж болно. Эхнийх нь талстуудын атомын бүтцээс хамаардаг бол сүүлийнх нь электрон бүтэц, химийн бондын төрлөөс хамаардаг. Эхний жишээ нь механик шинж чанар (масс, нягтрал, дулааны багтаамж, хайлах цэг гэх мэт), сүүлийнх нь дулааны болон цахилгаан дамжуулалт, оптик болон бусад шинж чанарууд юм.

Тиймээс чөлөөт электронууд байгаа тул металлын сайн цахилгаан дамжуулах чанар нь зөвхөн талстуудад төдийгүй хайлсан металлуудад ажиглагдах болно.

Бондын ионы шинж чанар нь ялангуяа олон давс, жишээлбэл, шүлтлэг металлын галидууд нь туйлын уусгагчид уусч, ион болгон задрах замаар илэрдэг. Гэсэн хэдий ч уусах чадвар дутмаг байгаа нь нэгдэлд туйлшралгүй холбоо байгаагийн нотолгоо болж чадахгүй байна. Тиймээс, жишээлбэл, ислийн холболтын энерги нь шүлтлэг галидын холболтын энергиээс маш их байдаг тул усны диэлектрик тогтмол нь ионуудыг талстаас салгахад хүрэлцэхгүй болно.

Нэмж дурдахад, гол төлөв гомеополяр хэлбэрийн холбоо бүхий зарим нэгдлүүд нь туйлын уусгагчийн их диэлектрик тогтмолын нөлөөн дор уусмал дахь ионуудад задрах боломжтой боловч талст төлөвт ионы нэгдлүүд биш байж болно (жишээлбэл, HCl, HBr).

Гетеродесмик холболтуудад холболтын механик бат бэх зэрэг зарим шинж чанарууд нь зөвхөн нэг (хамгийн сул) төрлийн холбооноос хамаардаг.

Тиймээс болорыг нэг талаас тасархай (дискрет) орчин гэж үзэж болно. Нөгөө талаас талст бодисыг тасралтгүй анизотроп орчин гэж үзэж болно. Энэ тохиолдолд тодорхой чиглэлд гарч ирэх физик шинж чанарууд нь орчуулгаас хамаардаггүй. Энэ нь цэгийн тэгш хэмийн бүлгүүдийг ашиглан физик шинж чанаруудын тэгш хэмийг дүрслэх боломжтой болгодог.

Кристалын тэгш хэмийг дүрслэхдээ бид зөвхөн гаднах хэлбэрийг харгалзан үздэг, өөрөөр хэлбэл геометрийн дүрсүүдийн тэгш хэмийг авч үздэг. П.Кюри материаллаг дүрсүүдийн тэгш хэмийг хязгааргүй олон тооны цэгийн бүлгүүдээр тайлбарладаг болохыг харуулсан бөгөөд тэдгээр нь өмнө нь авч үзсэн долоон хязгаарлагдмал тэгш хэмийн бүлэгт (эргэдэг конус, тогтмол конус, эргэлдэх цилиндр, эрчилсэн) ханддаг. цилиндр, суурин цилиндр, гадаргуу дээр эргэлдэх цэг бүхий бөмбөгний гэр бүл, тогтмол бөмбөгний гэр бүл).

Хязгаарын онооны бүлгүүд - Кюригийн бүлгүүд -хязгааргүй эрэмбийн тэнхлэгүүдийг агуулсан цэгийн бүлгүүд гэж нэрлэдэг. ¥, ¥мм, ¥/м, ¥22, ¥/мм, ¥/¥, ¥/¥мм гэсэн долоон хязгаарын бүлэг байдаг.

Кристалын цэгийн тэгш хэмийн бүлэг ба түүний физик шинж чанарын тэгш хэмийн хоорондын холбоог Германы физикч Ф.Нейман томъёолжээ. Материал нь физик шинж чанарын хувьд кристаллографийн хэлбэртэй ижил төрлийн тэгш хэмийг харуулдаг.Энэ байр суурийг Нейманы зарчим гэж нэрлэдэг.

Ф.Неманы шавь Германы физикч В.Фойгт энэ зарчмыг нэлээд тодруулж дараах байдлаар томъёолжээ. аливаа физик шинж чанарын тэгш хэмийн бүлэг нь болорын цэгийн тэгш хэмийн бүлгийн бүх элементүүдийг агуулсан байх ёстой.

Кристалуудын зарим физик шинж чанарыг авч үзье.

Кристал нягт.

Бодисын нягт нь тухайн бодисын талст бүтэц, химийн найрлага, атомын савлах коэффициент, валент ба түүнийг бүрдүүлэгч хэсгүүдийн радиусаас хамаарна.

Температур, даралтын өөрчлөлтөөс хамааран нягтрал өөрчлөгддөг, учир нь эдгээр хүчин зүйлүүд нь бодисын тэлэлт эсвэл агшилтыг үүсгэдэг.

Нягтын бүтцээс хамаарлыг Al2SiO5-ийн гурван өөрчлөлтийн жишээг ашиглан харуулж болно.

· андалузит (r = 3.14 – 3.16 г/см3);

· силлиманит (r = 3.23 – 3.27 г/см3);

· кианит (r = 3.53 – 3.65 г/см3).

Кристал бүтцийн савлах коэффициент нэмэгдэхийн хэрээр бодисын нягтрал нэмэгддэг. Жишээлбэл, нүүрстөрөгчийн атомын координацын тоо 3-аас 4 болж өөрчлөгдсөн графитыг алмаз болгон полиморф шилжүүлэх үед нягт нь 2.2-аас 3.5 г / см3 хүртэл нэмэгддэг.

Бодит талстуудын нягтрал нь тэдгээрийн бүтцэд согог байдаг тул тооцоолсон нягтралаас (хамгийн тохиромжтой талстуудын) ихэвчлэн бага байдаг. Жишээлбэл, алмазын нягт нь 2.7-3.7 г / см3 хооронд хэлбэлздэг. Тиймээс талстуудын бодит нягтыг бууруулснаар тэдгээрийн согогийн зэргийг дүгнэж болно.

Нягт нь изоморф орлуулалтын үед бодисын химийн найрлага өөрчлөгдөхөд өөрчлөгддөг - изоморф цувралын нэг гишүүнээс нөгөөд шилжих үед. Жишээлбэл, оливин цувралд (Mg, Fe2+ )2[ SiO4 ] Форстеритын хувьд r = 3.22 г/см3-аас Mg2+ катионууд Fe2+-ээр солигдох тусам нягтрал нэмэгддэг. Mg2 [ SiO4 ] фаялитийн хувьд r = 4.39 г/см3 хүртэл.

Хатуу байдал.

Хатуулаг гэдэг нь болорыг гадны нөлөөнд тэсвэрлэх чадварыг илэрхийлдэг.Хатуу байдал нь физик тогтмол биш юм. Түүний үнэ цэнэ нь зөвхөн судалж буй материалаас гадна хэмжилтийн нөхцлөөс хамаарна.

Хатуу байдал нь дараахь зүйлээс хамаарна.

· бүтцийн төрөл;

· баглаа боодлын хүчин зүйл (тодорхой хүндийн хүч);

· болор үүсгэгч ионуудын цэнэг.

Жишээлбэл, CaCO3-ийн полиморфууд - кальцит ба арагонит нь 3 ба 4 нягттай бөгөөд тэдгээрийн бүтцийн янз бүрийн нягтралаар ялгагдана.

· CSFa = 6 - r = 2.72 -тай кальцитын бүтцийн хувьд;

· арагонитын бүтцийн хувьд CSFa = 9 - r = 2.94 г/см3).

Ижил бүтэцтэй талстуудын цувралд хатуулаг нь цэнэг нэмэгдэж, катионуудын хэмжээ багасах тусам нэмэгддэг. F-, OH-, H2O молекулууд зэрэг нэлээд том анионуудын бүтцэд байгаа нь хатуулгийг бууруулдаг.

Янз бүрийн талст хэлбэрийн нүүр нь өөр өөр торлог нягтралтай бөгөөд хатуулагаараа ялгаатай байдаг. Тиймээс, шоо нүүртэй (100) харьцуулахад илүү өндөр торлог нягтралтай октаэдрийн нүүр (111) нь алмазын бүтэц дэх хамгийн их хатуулагтай байдаг.

Деформаци хийх чадвар.

Кристалын хуванцар деформацид өртөх чадварыг юуны түрүүнд түүний бүтцийн элементүүдийн хоорондох химийн холболтын шинж чанараар тодорхойлдог.

Ковалент холбоо, хатуу чиглэлтэй, бие биентэйгээ харьцуулахад атомуудын бага зэрэг шилжилт хөдөлгөөнтэй байсан ч огцом сулардаг. Иймээс ковалент төрлийн холбоо (Sb, Bi, As, se гэх мэт) бүхий талстууд нь хуванцар деформацид орох чадваргүй байдаг.

Металл холболтчиглэлийн шинжгүй бөгөөд атомууд бие биенээсээ шилжих үед сул өөрчлөгддөг. Энэ нь металлын уян хатан байдлын өндөр түвшинг тодорхойлдог. Хамгийн уян хатан металлууд нь дөрвөн чиглэлтэй нягт савласан давхаргууд бүхий куб нягт савлагааны хуулийн дагуу бүтэц нь баригдсан металлууд юм. Зургаан өнцөгт нягт савлагаатай бага уян хатан металлууд - хамгийн нягт давхаргын нэг чиглэлтэй. Тиймээс төмрийн полиморф хувиргалтын дотроос a-Fe ба b-Fe нь уян хатан чанаргүй (I төрлийн тор), харин куб нягт савлагаатай g-Fe (нүүр төвтэй шоо тор) нь Cu, Pt, гэх мэт уян хатан металл юм. Au, Ag гэх мэт.

Ионы холбоочиглүүлэх шинж чанаргүй. Тиймээс ердийн ионы талстууд (NaCl, CaF2, CaTe гэх мэт) нь ковалент холбоо бүхий талстууд шиг эмзэг байдаг. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн тэд нэлээд өндөр уян хатан чанартай байдаг. Тэдгээрийн дотор гулсах нь тодорхой талстографийн чиглэлд явагддаг. Үүнийг талст бүтцэд зөвхөн Na+ ионоор эсвэл Cl- ионоор үүсгэсэн сүлжээг (110) ялгаж салгаж болдогтой холбон тайлбарлаж байна. Хуванцар хэв гажилтын үед нэг хавтгай тор хөрштэйгээ харьцангуй хөдөлж, Na+ ионууд Cl-ийн дагуу гулсдаг. Хөрш зэргэлдээ сүлжээн дэх ионуудын цэнэгийн зөрүү нь хагарахаас сэргийлж, анхны байрлалтайгаа зэрэгцээ хэвээр байна. Эдгээр давхаргын дагуу гулсах нь атомын зохион байгуулалтанд хамгийн бага саад учруулдаг бөгөөд хамгийн хялбар байдаг.

Кристалуудын дулааны шинж чанар.

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь тэгш хэмтэй нягт холбоотой. Үүнийг дараах туршилтаар хамгийн тод харуулж болно. Гурван талстуудын нүүрийг парафины нимгэн давхаргаар бүрхэж үзье: шоо, зургаан өнцөгт призм, баруун параллелепипед. Нимгэн халуун зүүний үзүүрийг ашиглан бид эдгээр талстуудын нүүр болгонд хүрдэг. Хайлах цэгүүдийн тойм дээр үндэслэн янз бүрийн чиглэлд нүүрний хавтгайд дулааны тархалтын хурдыг шүүж болно.

Куб болор дээр бүх нүүрэн дээрх хайлах цэгүүдийн контур нь дугуй хэлбэртэй байх бөгөөд энэ нь халуун зүүтэй харьцах цэгээс бүх чиглэлд дулааны тархалтын хурд ижил байгааг харуулж байна. Куб болорын бүх нүүрэн дээрх тойрог санаан дахь толбоны хэлбэр нь түүний тэгш хэмтэй холбоотой байдаг.

Зургаан өнцөгт призмийн дээд ба доод нүүрэн дээрх толбоны хэлбэр нь мөн тойрог хэлбэртэй байх болно (дунд ангиллын болорын гол тэнхлэгт перпендикуляр хавтгайд дулааны тархалтын хурд бүх чиглэлд ижил байна). Зургаан өнцөгт призмийн нүүрэн дээр хайлах цэгүүд нь эллипс хэлбэртэй байх болно, учир нь 2-р эрэмбийн тэнхлэгүүд эдгээр нүүрэнд перпендикуляр байрладаг.

Баруун параллелепипедийн бүх нүүрэн дээр (ортогональ системийн болор) хайлах цэгүүд нь эллипс хэлбэртэй байх болно, учир нь 2-р эрэмбийн тэнхлэгүүд эдгээр нүүрэн дээр перпендикуляр байрладаг.

Тиймээс болор биет даяар дулааны тархалтын хурд нь шугаман тэгш хэмийн аль элементийн дагуу тархахаас шууд хамаардаг. Куб талст хэлбэрээрдулаан хуваарилах гадаргуу нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байна. Тиймээс, дулаан дамжилтын хувьд куб талстууд нь изотроп, өөрөөр хэлбэл бүх чиглэлд тэнцүү байдаг. Дулаан дамжилтын гадаргуу дунд ангиллын талстуудэргэлтийн эллипсоидоор илэрхийлэгддэг (үндсэн тэнхлэгтэй параллель). IN хамгийн доод ангиллын талстуудмөн бүх дулаан дамжилтын гадаргуу нь эллипсоид хэлбэртэй байдаг.

Дулаан дамжилтын анизотропи нь талст бодисын бүтэцтэй нягт холбоотой байдаг. Тиймээс хамгийн нягт атомын сүлжээ, эгнээ нь их хэмжээний дулаан дамжилтын утгуудтай тохирч байна. Тиймээс давхарга ба гинжин талстууд нь дулаан дамжилтын чиглэлд ихээхэн ялгаатай байдаг.

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь болорын согогийн зэргээс шалтгаална - илүү гэмтэлтэй талстуудын хувьд энэ нь нийлэгээс бага байдаг. Аморф төлөвт байгаа бодис нь ижил найрлагатай талстуудаас бага дулаан дамжуулалттай байдаг. Жишээлбэл, кварцын шилний дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь кварцын талстуудын дулаан дамжуулалтаас хамаагүй бага байдаг. Кварцын шилэн савыг өргөнөөр ашиглах нь энэ өмч дээр суурилдаг.

Оптик шинж чанарууд.

Тодорхой болор бүтэцтэй бодис бүр нь өвөрмөц оптик шинж чанартай байдаг. Оптик шинж чанарууд нь хатуу биетүүдийн талст бүтэц, түүний тэгш хэмтэй нягт холбоотой байдаг.

Оптик шинж чанарын хувьд бүх бодисыг оптик изотроп ба анизотроп гэж хувааж болно. Эхнийх нь аморф биетүүд ба дээд зэрэглэлийн талстууд, хоёр дахь нь бусад бүх зүйлийг агуулдаг. Оптик изотроп орчинд цахилгаан соронзон шинж чанартай хөндлөн гармоник хэлбэлзлийн багц болох гэрлийн долгион бүх чиглэлд ижил хурдтайгаар тархдаг. Энэ тохиолдолд цахилгаан ба соронзон орны хүч чадлын векторын хэлбэлзэл нь бүх боломжит чиглэлд, гэхдээ цацрагийн чиглэлд перпендикуляр хавтгайд тохиолддог. Түүний чиглэлийн дагуу гэрлийн энерги шилждэг. Энэ төрлийн гэрлийг нэрлэдэг байгалийн буюу туйлшралгүй(Зураг a, b).

Оптик анизотроп орчинд янз бүрийн чиглэлд долгионы тархалтын хурд өөр байж болно. Тодорхой нөхцөлд, гэж нэрлэгддэг туйлширсан гэрэл, үүний хувьд цахилгаан ба соронзон орны векторын бүх хэлбэлзэл нь хатуу тодорхойлогдсон чиглэлд явагддаг (Зураг c, d). Кристал дахь ийм туйлширсан гэрлийн үйл ажиллагаа нь туйлширч буй микроскоп ашиглан талст оптик судалгааны арга техник дээр суурилдаг.

Кристал дахь гэрлийн хос хугаралт.

харилцан перпендикуляр хэлбэлзлийн хавтгайтай шугаман туйлширсан. Гэрлийн задралыг хоёр туйлширсан цацраг гэж нэрлэдэг хос хугаралт буюу хос хугаралт.

Гэрлийн хос хугаралт нь кубаас бусад бүх системийн талстуудад ажиглагддаг. Хамгийн доод ба дунд ангиллын талстуудад хос хугаралт нь нэг буюу хоёр чиглэлээс бусад бүх чиглэлд тохиолддог. оптик тэнхлэгүүд.

Хоёр хугарлын үзэгдэл нь талстуудын анизотропитой холбоотой байдаг. Кристалуудын оптик анизотропи нь тэдгээрийн доторх гэрлийн тархалтын хурд өөр өөр чиглэлд өөр өөр байдгаараа илэрхийлэгддэг.

IN дунд зэргийн талстуудОптик анизотропийн олон чиглэлийн дунд нэг чиглэл байдаг - оптик тэнхлэг, 3, 4, 6-р эрэмбийн тэгш хэмийн үндсэн тэнхлэгтэй давхцаж байна. Энэ чиглэлд гэрэл хуваагдалгүйгээр тархдаг.

IN хамгийн доод ангиллын талстуудГэрэл хуваагддаггүй хоёр чиглэл байдаг. Эдгээр чиглэлд перпендикуляр болор хэсгүүд нь оптик изотроп хэсгүүдтэй давхцдаг.

Бүтцийн шинж чанаруудын оптик шинж чанарт үзүүлэх нөлөө.

Ойролцоох атомын давхарга бүхий болор бүтцэд давхарга доторх атомуудын хоорондох зай нь зэргэлдээх давхаргад байрлах хамгийн ойрын атомуудын хоорондох зайнаас давж гардаг. Гэрлийн долгионы цахилгаан талбайн хүчдэлийн вектор нь давхаргын хавтгайтай параллель байвал ийм захиалга нь туйлшралыг хялбар болгоход хүргэдэг.

Цахилгаан шинж чанар.

Бүх бодисыг дамжуулагч, хагас дамжуулагч, диэлектрик гэж хувааж болно.

Зарим талстууд (диэлектрикүүд) гадны нөлөөний нөлөөн дор туйлширдаг. Диэлектрикийн туйлшрах чадвар нь тэдний үндсэн шинж чанаруудын нэг юм. Туйлшрал гэдэг нь гадны цахилгаан орны нөлөөгөөр диэлектрик дэх цахилгаан диполь үүсэхтэй холбоотой процесс юм.

Кристаллографи болон хатуу биетийн физикт үзэгдлүүд пьезоэлектрик ба пироэлектрик.

Пьезоэлектрик эффект -механик деформацийн үед зарим диэлектрик талстуудын туйлшралын өөрчлөлт. Үүссэн цэнэгийн хэмжээ нь хэрэглэсэн хүчтэй пропорциональ байна. Цэнэгийн тэмдэг нь болор бүтцийн төрлөөс хамаарна. Пьезоэлектрик эффект нь зөвхөн урвуу төвгүй, өөрөөр хэлбэл туйлын чиглэлтэй талстуудад л тохиолддог. Жишээлбэл, кварцын талстууд SiO2, сфалерит (ZnS).

Пироэлектрик нөлөө -зарим талстыг халаах эсвэл хөргөх үед тэдгээрийн гадаргуу дээр цахилгаан цэнэгийн харагдах байдал. Пироэлектрик эффект нь зөвхөн нэг туйл чиглэлтэй диэлектрик талстуудад тохиолддог бөгөөд тэдгээрийн эсрэг талын төгсгөлүүд нь өгөгдсөн тэгш хэмийн бүлгийн аливаа үйлдлээр нэгтгэгдэж чадахгүй. Цахилгаан цэнэгийн харагдах байдал нь зөвхөн тодорхой хугацаанд л тохиолдож болно туйлын чиглэлүүд.Эдгээр чиглэлд перпендикуляр нүүр нь янз бүрийн тэмдгийн цэнэгийг хүлээн авдаг: нэг нь эерэг, нөгөө нь сөрөг байна. Пироэлектрик нөлөө нь туйлын тэгш хэмийн аль нэг ангилалд хамаарах талстуудад тохиолдож болно: 1, 2, 3, 4, 6, м, мм2, 3м, 4мм, 6мм.

Геометрийн талстографаас харахад тэгш хэмийн төвөөр дамжин өнгөрөх чиглэлүүд туйлтай байж болохгүй. Тэгш хэмийн хавтгай эсвэл тэгш эрэмбийн тэнхлэгт перпендикуляр чиглэл нь туйл байж болохгүй.

Пироэлектрикийн ангилалд хоёр дэд ангилал байдаг. Эхнийх нь гадна талбарт цахилгаан туйлшрал нь цахилгаан талбайн хүчнээс шугаман хамааралтай байдаг шугаман пироэлектрикуудыг агуулдаг. Жишээлбэл, турмалин NaMgAl3B3.Si6(O, OH)30.

Хоёрдахь дэд ангийн талстуудыг ферроэлектрик гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийн хувьд туйлшралын хамаарал нь гадаад талбайн хүчнээс шугаман бус, туйлшрал нь гадаад талбайн хүчнээс хамаардаг. Цахилгаан талбайн хүчнээс туйлшралын шугаман бус хамаарал нь гистерезисийн гогцоогоор тодорхойлогддог. Төмрийн цахилгааны энэ онцлог нь гадны орон байхгүй үед цахилгааны туйлшралыг хадгалдаг болохыг харуулж байна. Үүний ачаар Рошелийн давсны талстууд (тиймээс ферроэлектрик гэж нэрлэдэг) цахилгаан эрчим хүчний найдвартай нөөц, цахилгаан дохионы бичигч болж хувирсан бөгөөд энэ нь тэдгээрийг компьютерийн "санах ойн эсүүд" -д ашиглах боломжийг олгодог.

Соронзон шинж чанар.

Энэ нь биетүүдийн соронзон оронтой харилцан үйлчлэх чадвар, өөрөөр хэлбэл соронзон орон дээр байрлуулах үед соронзлогддог. Соронзон мэдрэмтгий байдлын хэмжээнээс хамааран диамагнит, парамагнит, ферромагнит, антиферросоронзон талстуудыг ялгадаг.

Бүх бодисын соронзон шинж чанар нь тэдний талст бүтцийн шинж чанараас гадна тэдгээрийг бүрдүүлэгч атомуудын (ионуудын) шинж чанараас хамаардаг, өөрөөр хэлбэл соронзон хальс нь бүрхүүл, цөмийн электрон бүтэц, түүнчлэн тойрог замын хөдөлгөөнөөр тодорхойлогддог. Тэдний эргэн тойрон дахь электронууд (эргэлт).

Соронзон талбарт атом (ион) оруулах үед цөмийн эргэн тойрон дахь электронуудын анхны эргэлтийн хөдөлгөөн дээр нэмэлт эргэлтийн хөдөлгөөн давхцдаг тул тойрог зам дахь электронуудын өнцгийн хурд өөрчлөгддөг. атом нэмэлт соронзон момент хүлээн авдаг. Түүгээр ч зогсохгүй атом дахь бүх электронуудыг хосоор нь бүлэглэвэл (Зураг А) электронуудын соронзон моментууд нөхөгдөж, нийт соронзон момент нь тэгтэй тэнцүү байх болно. Ийм атомуудыг диамагнит гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээрээс бүрдсэн бодисуудыг нэрлэдэг диамагнит материал. Жишээлбэл, инертийн хий, В дэд бүлгийн металлууд - Cu, Ag, Au, Zn, Cd, ихэнх ионы талстууд (NaCl, CaF2), түүнчлэн зонхилох ковалент холбоо бүхий бодисууд - Bi, Sb, Ga, бал чулуу. Давхаргатай бүтэцтэй талстуудад давхаргад байрлах чиглэлийн соронзон мэдрэмтгий байдал нь перпендикуляр чиглэлийнхээс хамаагүй их байдаг.

Атом дахь электрон бүрхүүлийг дүүргэх үед электронууд хосгүй байх хандлагатай байдаг. Тиймээс атом дахь электронуудын соронзон моментууд санамсаргүй байдлаар байрладаг олон тооны бодисууд байдаг бөгөөд гадны соронзон орон байхгүй тохиолдолд соронзон моментуудын аяндаа чиг баримжаа үүсэхгүй (Зураг Б). Хосоор холбогддоггүй, хоорондоо сул харилцан үйлчлэлцдэг электронуудын нийт соронзон момент нь диэлектрикийнхээс тогтмол, эерэг эсвэл арай их байх болно. Ийм атомыг соронзон гэж нэрлэдэг ба бодисыг нэрлэдэг парамагнит. Соронзон талбарт парамагнитыг оруулах үед буруу чиглүүлсэн эргэлт нь тодорхой чиг баримжаа олж авах бөгөөд үүний үр дүнд нөхөн олгогдоогүй соронзон моментуудын гурван төрлийн дараалал ажиглагдаж байна - гурван төрлийн үзэгдэл. ферромагнетизм (Зураг С), антиферромагнетизм (Зураг D) ба ферримагнетизм (Зураг D).

Төмөр соронзон шинж чанаратомуудын (ионуудын) соронзон моментууд хоорондоо параллель чиглэсэн бодисуудыг эзэмшдэг бөгөөд үүний үр дүнд гадаад соронзон орон хэдэн сая удаа эрчимжиж чаддаг. Бүлгийн нэр нь Fe, Ni, Co гэсэн төмрийн дэд бүлгийн элементүүдтэй холбоотой юм.

Хэрэв бие даасан атомуудын соронзон моментууд эсрэг параллель ба тэнцүү бол атомуудын нийт соронзон момент тэг болно. Ийм бодисыг нэрлэдэг антиферромагнетууд.Үүнд шилжилтийн металлын исэл - MnO, NiO, CoO, FeO, олон фтор, хлорид, сульфид, селенид гэх мэт орно.

Кристал бүтцийн атомуудын эсрэг параллель моментууд тэгш бус байх үед нийт момент тэгээс өөр болж хувирдаг бөгөөд ийм бүтэц нь аяндаа соронзлолтой байдаг. Тэд ижил төстэй шинж чанартай байдаг ферритүүд(Fe3O4, анар бүлгийн эрдэс).