Твердое кристаллическое вещество природного происхождения

Сергей Сергеевич Соев

Эксперт по предмету «Физика»

Все вещества состоят из бессчетного количества более мелких образований. Их мы знаем под названием молекулы. Молекулы также имеют свое внутреннее строение. В них преобладают атомы. Все молекулы и атомы выстраиваются в своеобразную связь, систему. Из ее характерных черт и внешнего вида можно сделать вывод, к какому типу относится то или иное вещество. Все молекулы способны взаимодействовать между собой при помощи сил притяжения и отталкивания.

Содержание

Виды твердых тел
Различия в строении твердых тел
Виды строения материалов
Четыре основных состояния
Конденсат Бозе — Эйнштейна
Сверхтекучее твёрдое тело
Состояния при большом давлении
КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
Смотреть что такое «КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО» в других словарях:
Что такое минерал?
Структура кристаллов
Типы кристаллических твердых веществ
Особенности твердых веществ
Другие определения (вопросы) к слову «минерал»
Значение слова
Случайное
Написать нам
Физические науки, изучающие кристаллы
Другие определения (вопросы) к слову «минерал» (69)

Виды твердых тел

Твердые тела обычно делят на две большие категории по взаимному расположению атомных частиц:

аморфные твердые тела;
кристаллические твердые тела.

В кристаллических твердых телах молекулы и атомы выстраиваются в характерные кристаллические решетки. Они расположены в правильном порядке и соответствуют строгим параметрам геометрических форм. При этом связи между мельчайшими частицами очень прочные. Поэтому такие материалы часто используют в качестве строительных материалов, а также основой для создания высокоточной техники или обрабатывающего оборудования на различных промышленных предприятиях.

Аморфные тела представляют собой более разрозненный механизм внутреннего строения атомов и молекул. Они беспорядочно расположены и могут без труда переходить из одного агрегатного состояния в другое. Также такие тела называют стеклообразными.

Различия в строении твердых тел

Кристаллические решетки представляют собой каркас кристаллических твердых тел. Атомы и молекулы занимают в пространстве правильное и повторяющиеся положение. Связи между элементарными частицами становятся полностью уравновешенными, так как они стремятся даже при переходе из жидкого состояния в твердое занять такое положение относительно друг друга, которое гарантировало бы им равновесие на максимальном уровне.

Сам процесс кристаллизации не может проходить мгновенным образом. Это требует определенного времени. Иногда при совершении опытов над расплавленным кварцем такой процесс может сдвигаться в ту или иную сторону. При затвердевании вещества не происходит кристаллизации. При этом сохраняется хаотическое расположение атомов. В этом случае, мы будем иметь дело с кварцевым стеклом, которое имеет все признаки аморфного твердого тела.

«Строение твердых тел» 👇

Виды твердых тел. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 1. Виды твердых тел. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Многочисленные различия в кристаллическом строении могут присутствовать у некоторых твердых тел. Аморфные вещества обладают нерастраченной энергией кристаллизации на внутреннем уровне. Они более активны на химическом уровне, чем их кристаллические собратья.

Аморфное или стеклообразное строение атомов имеют многие горные породы. Они активно могут применяться в качестве определенных минеральных добавок в производственном процессе. Также эти вещества входят в состав добавок при производстве цемента.

Существует и другое резкое отличие кристаллических тел от аморфных. Первые твердые тела при изменении температурного режима в сторону увеличения начинают плавиться. Многие аморфные тела при высоких значениях температуры проходят процесс размягчения и со временем превращаются в жидкость.

Однако аморфные тела имеют ряд отрицательных свойств по сравнению с кристаллическими. Они имеют довольно низкий порог прочности. В этом случае приходится проводить дополнительные мероприятия по кристаллизации стекол для получения более прочных стеклокристаллических материалов.

Кристаллические материалы идентичного состава также могут иметь различные свойства. Для этого необходимо провести кристаллизацию в различных кристаллических формах. Ярким примером такой ситуации выступают вещества из группы углеродных. У атомов алмазов существует очень плотная и мощная система кристаллической решетки. Ее также называют тетраэдрической решеткой. Графит имеет иное строение атомов. Они располагаются слоями, а расстояние между частицами гораздо больше, чем в алмазах. Подобное строение графита придает материалу принципиально иные характерные признаки: он мягкий и может расслаиваться.

Свойства материала изменяются под воздействием определенных внешних сил или факторов. Кристаллическая решетка изменяется путем термической обработки. Такой способ активно применяют при отпуске или закалке металлов.

Виды строения материалов

Иногда свойства материала меняются из-за своей макроструктуры и микроструктуры.

Строение материала, которое можно увидеть только под микроскопом, представляет собой микроструктуру. Если строение материала возможно увидеть невооруженным глазом или при незначительном использовании увеличительной оптики ее называют макроструктурой.

Многие материалы способны иметь в своем составе воздушные области и элементы, кроме самого твердого вещества. Такие включения в строении веществ называют порами. Они могут иметь различные размеры от нескольких долей миллиметра до одного сантиметра. Характер, размер, количество и качество пор определяет те или иные свойства всего твердого тела. На свойства материала влияет форма и размер частиц твердого тела.

В зависимости от размера, строения и форм частиц выделяют:

зернистые материалы;
слоистые материалы;
волокнистые материалы.

Зернистые материалы состоят из отдельных зерен, которые не связаны в одно целое или имеют союз строения (конгломерат). Они бывают рыхлыми, но обладают своими характерными признаками. Конгломератное строение в природных условиях имеет гранит. Он состоит из ряда зерен различных минералов. Все они прочно связаны между собой в единый материал.

В искусственных условиях также можно создать конгломератный зернистый материал. В качестве примера можно привести строительный раствор. В нем зерна песка надежно соединяется с цементным камнем.

Слоистые и волокнистые материалы представляют собой тела, где волокна могут располагаться на параллельных уровнях. В различных направлениях расположения они обладают разными свойствами. Подобные материалы также называют анизотропными. Анизотропный материал волокнистого типа можно представить в виде древесины. При набухании слоев древесины поперек волокон ее объем увеличивается в десятки раз. Также различается прочность древесины по разным направлениям.

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

Определения агрегатных состояний не всегда являются строгими. Так, существуют аморфные тела
, сохраняющие структуру жидкости и обладающие небольшой текучестью
и способностью сохранять форму; жидкие кристаллы текучи, но при этом обладают некоторыми свойствами твёрдых тел, в частности, могут поляризовать
проходящее через них электромагнитное излучение
.

Для описания различных состояний в физике используется более широкое понятие термодинамической фазы
. Явления, описывающие переходы от одной фазы к другой, называют критическими явлениями
.

Четыре основных состояния

В твёрдом состоянии вещество сохраняет как форму, так и объём. При низких температурах все вещества замерзают — превращаются в твёрдые тела. Температура затвердевания может быть несколько повышена при увеличении давления. Твёрдые тела делятся на кристаллические и аморфные. С микроскопической точки зрения твёрдые тела характерны тем, что молекулы или атомы в них в течение длительного времени сохраняют своё среднее положение неизменным, только совершая колебания с небольшой амплитудой вокруг них. В кристаллах средние положения атомов или молекул строго упорядочены. Кристаллы характеризуются пространственной периодичностью в расположении равновесных положений атомов, которая достигается наличием дальнего порядка и носит название кристаллической решётки. Естественная форма кристаллов — правильные многогранники.

В аморфных телах атомы колеблются вокруг хаотически расположенных точек, у них отсутствует дальний порядок, но сохраняется ближний, при котором молекулы расположены вплотную на расстояниях, сравнимых с расстояниями между атомами в молекулах. Согласно классическим представлениям, устойчивым состоянием (с минимумом потенциальной энергии) твёрдого тела является кристаллическое. Частным случаем аморфного состояния является стеклообразное состояние. Аморфное тело находится в метастабильном состоянии и с течением времени должно перейти в кристаллическое состояние, однако время кристаллизации бывает столь велико, что метастабильность
вовсе не проявляется. Аморфное тело можно рассматривать как жидкость с очень большой (часто бесконечно большой) вязкостью. Кристаллические твёрдые тела имеют анизотропные свойства, то есть их отклик на приложенные внешние силы зависит от ориентации сил относительно кристаллографических осей. В твердотельном состоянии вещества могут иметь много фаз, которые отличаются структурой или другими характеристиками, такими как упорядочение спинов в ферромагнетиках.

В жидком состоянии вещество сохраняет объём, но не сохраняет форму. Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом.
Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая мембрана. Так, вода может собираться в капли. При перемешивании и различии температур внутри жидкости и на поверхности жидкость способна течь под своей неподвижной поверхностью.
Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии.
Вещество в жидком состоянии существует в определённом интервале температур, ниже которого переходит в твёрдое состояние (происходит кристаллизация либо превращение в твердотельное аморфное состояние — стекло), выше — в газообразное (происходит испарение). Границы этого интервала зависят от давления.
Как правило, вещество в жидком состоянии имеет только одну модификацию. ( Наиболее важные исключения — это квантовые жидкости и жидкие кристаллы.) Поэтому в большинстве случаев жидкость является не только агрегатным состоянием, но и термодинамической фазой (жидкая фаза).
Все жидкости принято делить на чистые жидкости и смеси. Некоторые смеси жидкостей имеют большое значение для жизни: кровь, морская вода и др. Жидкости могут выполнять функцию растворителей.
Как и газ, жидкости тоже в основном изотропные. Однако, существуют жидкости с анизотропными свойствами — жидкие кристаллы
. Кроме изотропной, так называемой нормальной фазы, эти вещества, мезогены, имеют одну или несколько упорядоченных термодинамических фаз, которые называют мезофазы
. Составление в мезофазы происходит благодаря особой форме молекул жидких кристаллов. Обычно это длинные узкие молекулы, которым выгодно укладываться так, чтобы их оси совпадали.

Основная статья: Газ

Газообразное состояние характерно тем, что оно не сохраняет ни форму, ни объём. Причем заполняет весь доступный ему объём. Это состояние, свойственное веществам с малой плотностью. Переход из жидкого в газообразное состояние называют испарением, а противоположный ему переход из газообразного состояния в жидкое — конденсацией. Переход из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое, называют сублимацией или возгонкой. С микроскопической точки зрения газ — это состояние вещества, в котором его отдельные молекулы взаимодействуют слабо и движутся хаотически. Взаимодействие между ними сводится к спорадическим столкновениям. Кинетическая энергия молекул превышает потенциальную. Подобно жидкостям, газы обладают текучестью и сопротивляются деформации. В отличие от жидкостей, газы не имеют фиксированного объёма и не образуют свободной поверхности, а стремятся заполнить весь доступный объём (например, сосуда). По химическим свойствам газы и их смеси весьма разнообразны — от малоактивных инертных газов до взрывчатых газовых смесей. Понятие «газ» иногда распространяют не только на совокупности атомов и молекул, но и на совокупности других частиц — фотонов, электронов, броуновских частиц, а также плазму. Некоторые вещества не имеют газообразного состояния. Это вещества со сложным химическим строением, которые при повышении температуры распадаются вследствие химических реакций раньше, чем становятся газом. Не существует различных газообразных термодинамических фаз одного вещества. Газам свойственна изотропия, то есть независимость характеристик от направления. В привычных для человека земных условиях, газ имеет одинаковую плотность в любой точке, однако это не является универсальным законом, во внешних полях, например в поле тяготения Земли, или в условиях различных температур плотность газа может меняться от точки к точке. Газообразное состояние вещества в условиях, когда возможно существование устойчивой жидкой или твёрдой фазы этого же вещества, обычно называется паром.

Фазовый переход по фазовой диаграмме
при изменении её интенсивных параметров ( температуры
, давления
и тому подобное) происходит, когда система пересекает линию, разделяющую две фазы. Поскольку разные термодинамические фазы описываются различными уравнениями состояния
, всегда можно найти величину, которая скачкообразно меняется при фазовом переходе.

При фазовом переходе первого рода
скачкообразно изменяются самые главные, первичные экстенсивные параметры
: удельный объём
, количество запасённой внутренней энергии
, концентрация
компонентов и т. п. Фазовые переходы второго рода происходят в тех случаях, когда меняется симметрия
строения вещества (симметрия может полностью исчезнуть или понизиться).

Способность вещества в особом состоянии ( квантовой жидкости
), возникающем при понижении температуры к абсолютному нулю ( термодинамическая фаза
), протекать через узкие щели и капилляры без трения
. До недавнего времени сверхтекучесть была известна только у жидкого гелия
, однако в последние годы сверхтекучесть была обнаружена и в других системах: в разреженных атомных бозе-конденсатах
, твёрдом гелии
.

Сверхтекучесть объясняется следующим образом. Поскольку атомы
гелия
являются бозонами
, квантовая механика
допускает нахождение в одном состоянии произвольного числа частиц. Вблизи абсолютного нуля температур
все атомы гелия оказываются в основном энергетическом состоянии. Поскольку энергия
состояний дискретна, атом может получить не любую энергию, а только такую, которая равна энергетическому зазору между соседними уровнями энергии. Но при низкой температуре
энергия столкновений может оказаться меньше этой величины, в результате чего рассеяния энергии попросту не будет происходить. Жидкость будет течь без трения.

Конденсат Бозе — Эйнштейна

Представляет собой Бозе-конденсацию
в режиме БКШ
«атомных куперовских пар» в газах состоящих из атомов- фермионов
.
(В отличие от традиционного режима бозе-эйнштейновской конденсации составных бозонов).

Газ
, на свойства которого существенно влияют квантовомеханические
эффекты, возникающие вследствие тождественности его частиц. Вырождение наступает в условиях, когда расстояния между частицами газа становятся соизмеримыми с длиной волны де Бройля
; в зависимости от спина частиц выделяются два типа вырожденных газов — ферми-газ, образованный фермионами
(частицами с полуцелым спином) и бозе-газ, образованный бозонами
(частицами с целым спином).

Сверхтекучее твёрдое тело

Термодинамическая фаза
квантовой жидкости
, представляющей собой твёрдое тело
со свойствами сверхтекучей жидкости
.

Состояния при большом давлении

Принципиально отличное от других состояние вещества, состоящее только из нейтронов. В нейтронное состояние вещество переходит при сверхвысоком давлении, недоступном пока в лаборатории, но которое существует внутри нейтронных звезд. При переходе в нейтронное состояние, электроны вещества объединяются с протонами и превращаются в нейтроны. Для этого необходимо, чтобы силы гравитации сжали вещество настолько, чтобы преодолеть отталкивание электронов, обусловленное принципом Паули
. В результате в нейтронном состоянии вещество полностью состоит из нейтронов и имеет плотность порядка ядерной. Температура вещества при этом не должна быть очень высокой (в энергетическом эквиваленте, в пределах от сотни МэВ).

Форма материи
, которая не испускает электромагнитного излучения
и не взаимодействует с ним. Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение
. Однако возможно обнаружить присутствие тёмной материи по создаваемым ею гравитационным эффектам
.

Обнаружение природы тёмной материи поможет решить проблему скрытой массы
, которая, в частности, заключается в аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик
.

Состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Любое вещество, находящееся при температуре и давлении выше критической точки, является сверхкритической жидкостью. Свойства вещества в сверхкритическом состоянии промежуточные между его свойствами в газовой и жидкой фазе. Так, СКФ обладает высокой плотностью, близкой к жидкости, низкой вязкостью и при отсутствии межфазных границ поверхностное натяжение также исчезает. Коэффициент диффузии при этом имеет промежуточное между жидкостью и газом значение. Вещества в сверхкритическом состоянии могут применяться в качестве заменителей органических растворителей в лабораторных и промышленных процессах. Наибольший интерес и распространение в связи с определёнными свойствами получили сверхкритическая вода и сверхкритический диоксид углерода.

Ферми-газ
— 1-я стадия: электронно-вырожденный газ, наблюдается в белых карликах
, играет важную роль в эволюции звёзд.
2-я стадия — нейтронное состояние: в него вещество переходит при сверхвысоком давлении, недостижимом пока в лаборатории, но существующем внутри нейтронных звёзд. При переходе в нейтронное состояние электроны вещества взаимодействуют с протонами и превращаются в нейтроны. В результате вещество в нейтронном состоянии полностью состоит из нейтронов и обладает плотностью порядка ядерной. Температура вещества при этом должна быть ниже триллиона градусов (в энергетическом эквиваленте не более сотни МэВ).
При повышении температуры выше сотни МэВ в нейтронном состоянии начинают рождаться и аннигилировать
разнообразные мезоны. При дальнейшем повышении температуры происходит деконфайнмент
, и вещество переходит в состояние кварк-глюонной плазмы
. Оно состоит уже не из адронов, а из постоянно рождающихся и исчезающих кварков и глюонов. Возможно ^[12]
, деконфайнмент
происходит в два этапа.
При дальнейшем неограниченном повышении давления без повышения температуры вещество коллапсирует
в чёрную дыру
При одновременном повышении и давления, и температуры к кваркам и глюонам
добавляются иные частицы. Что происходит с веществом, пространством и временем при температурах, близких к планковской
, пока неизвестно.

Белоконь, Н. И.
Основные принципы термодинамики, 1968. — С. 25.
Владимир Жданов.
Плазма в космосе

. Кругосвет
. Дата обращения: 21 февраля 2009.
Архивировано
22 августа 2011 года.
. scientific.ru. Дата обращения: 16 июня 2010.
Архивировано из оригинала
9 августа 2011 года.
C. Fuchs, H. Lenske, H. H. Wolter.
Dencity Dependent Hadron Field Theory

. arxiv.org (29 июня 1995). Дата обращения: 30 ноября 2012.
Архивировано
16 ноября 2017 года.
И. М. Дремин, А. В. Леонидов.
С. 1172. Успехи физических наук
(ноябрь 2010). doi
: 10.3367/UFNr.0180.201011c.1167
. — УФН 180 1167–1196 (2010) .
Дата обращения: 29 марта 2013.
Архивировано
5 апреля 2013 года.
Игорь Иванов.
Как расщепляют мгновение

. Элементы.ру
(29 июня 2009). Дата обращения: 29 ноября 2012.
Архивировано
8 декабря 2012 года.
В. Л. Коротких.
Взрыв горячей ядерной материи

С. 6. old.sinp.msu.ru. Дата обращения: 29 марта 2013.
Архивировано
5 апреля 2013 года.
Изучение ядерных столкновений

. Элементы.ру
. Дата обращения: 30 октября 2013.
Архивировано
30 октября 2013 года.
Плавление атомных ядер происходит в два этапа?

Дата обращения: 1 февраля 2008.
Архивировано
21 января 2015 года.

Шульц М. М.
, Мазурин О. В.
Современное представление о строении стёкол и их свойствах. — Л.: Наука, 1988. — ISBN 5-02-024564-X
.

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО: КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
, твердое вещество, у которого атомы или молекулы образуют правильную упорядоченную решетку. Большинство твердых веществ существует в кристаллическом состоянии, которое отличается повышенной стабильностью, но это не означает, что они имеют кристаллы в прямом смысле этого слова; например, чистая медь является кристаллической только потому, что ее атомы расположены в регулярном порядке. Связи внутри кристаллов могут быть любого из известных типов. см. также
; .

Смотреть что такое «КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО» в других словарях:

Минера́л
( фр.

, от позднелат. minera
— руда
) — природное тело с определённым химическим составом и кристаллической структурой
, образующееся в результате природных физико-химических процессов и являющееся составной частью земной коры
, горных пород
, руд
, метеоритов
. Изучением минералов занимается наука минералогия
. В последнее время усилиями рекламодателей
минералами стали ошибочно называть также биологически значимые элементы
(микро- и макроэлементы), входящие в состав биодобавок
, что вносит путаницу в терминологию
и дезориентирует покупателя.

Что такое минерал?

Понятие «минерал» подразумевает твёрдое природное неорганическое кристаллическое
вещество. Но иногда его рассматривают в неоправданно расширенном контексте, относя к минералам некоторые органические, аморфные и другие природные продукты, в частности некоторые горные породы
, которые в строгом смысле не могут быть отнесены к минералам.

Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие из себя в обычных условиях жидкости (например, самородная ртуть
, которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкой температуре). Воду
, напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минерала лёд
.
Некоторые органические вещества — нефть
, асфальты
, битумы
— часто ошибочно относят к минералам, либо выделяют их в особый класс » органические минералы
«, целесообразность чего весьма спорна.
Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеют кристаллической структуры
. Это относится главным образом к т. наз. метамиктным минералам
, имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимся в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствие разрушения их изначальной кристаллической решетки
под действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав радиоактивных элементов (U,Th, и тд.). Различают минералы явно кристаллические
, аморфные — метаколлоиды (например, опал
, лешательерит и др.) и метамиктные минералы
, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии.

«Минерал — это химически и физически индивидуализированный продукт природной физико-химической реакции, находящийся в кристаллическом состоянии
» (Годовиков А. А., «Минералогия», М., «Недра», 1983).

По определению академика
Н. П. Юшкина
(1977), «минералами называются естественные дискретные органически целостные системы взаимодействующих атомов
, упорядоченных с трёхмерной неограниченной периодичностью их равновесных положений, являющиеся относительно неделимыми структурными элементами горных пород
и дисперсных фазовогетерогенных образований. Вся совокупность минералов составляет минеральный уровень структурной организации неорганической материи, спецификой которого является кристаллическое состояние, определяющее свойства, законы функционирования и методы исследования минеральных систем».

Понятие «минерал» часто употребляется в значении «минеральный вид», то есть как совокупность минеральных тел данного химического состава с данной кристаллической структурой
.

Кристаллическая структура
является и важнейшей диагностической характеристикой минерала, и носителем заложенной в минерале генетической информации, расшифровкой которой среди прочего занимается минералогия
. Вопрос о целесообразности отнесения к минералам в порядке «исключений из правила» некоторых
некристаллических (жидких или рентгеноаморфных) продуктов является спорным и до сих пор дискутируется учеными. Вместе с тем современные исследования показали, что некоторые аморфные, как считалось ранее, геологические продукты, например опал
, устроены сложнее, чем считалось ранее и обладают внутренней «структурой дальнего порядка».

Некоторые разновидности лимонита
, описанные в своё время как «метаколлоиды», оказались при детальном изучении скрытокристаллическими или волокнисто- сферолитовыми
агрегатами гл. образом гётита
, иногда с примесью лепидокрокита, гематита
и ярозита
. Представления о «колломорфном» происхождении некоторых минеральных форм (лимониты, «стеклянные головы» гётита
, гематита
, настурана
и др.) были опровергнуты после их более углубленного изучения и анализа в работах Д. П. Григорьева, Ю. М. Дымкова
и др. Коллоидные фазы существуют лишь как промежуточные в процессах массопереноса и минералообразования и являются одной из физико-химических сред, в которых или из которых происходит кристаллизация
минералов.

Существует много вариантов классификаций минералов. Большинство из них построено по структурно-химическому принципу.

По распространённости минералы можно разделить на породообразующие
— составляющие основу большинства горных пород, акцессорные — часто присутствующие в горных породах, но редко слагающие больше 5 % породы, редкие, случаи нахождения которых единичны или немногочисленны, и рудные, широко представленные в рудных месторождениях.

Наиболее широко используется классификация по химическому составу и кристаллической структуре. Вещества одного химического типа часто имеют близкую структуру, поэтому минералы сначала делятся на классы по химическому составу, а затем на подклассы по структурным признакам.

Общепринятая в настоящее время кристаллохимическая классификация минералов подразделяет все их на КЛАССЫ
и выглядит следующим образом:

I. Раздел Самородные элементы и интерметаллические соединения

II. Раздел Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения

1. класс Сульфиды и им подобные соединения
2. класс Сульфосоли

III. Раздел Галоидные соединения (Галогениды)

1. класс Фториды
2. класс Хлориды, бромиды и иодиды

IV. Раздел Окислы (оксиды)

1. класс Простые и сложные окислы
2. класс Гидроокислы или окислы, содержащие гидроксил

V. Раздел Кислородные соли (оксисоли)

1. класс Нитраты
2. класс Карбонаты
3. класс Сульфаты
4. класс Хроматы
5. Класс Вольфраматы и молибдаты
6. Класс Фосфаты, арсенаты и ванадаты
7. Класс Бораты
8. Класс Силикаты
- А. Островные силикаты.
- Б. Цепочечные силикаты.
- В. Ленточные силикаты.
- Г. Слоистые силикаты.
- Д. Каркасные силикаты.

VI. Раздел Органические соединения

Важнейшими характеристиками минералов являются кристаллохимическая структура и состав. Все остальные свойства минералов вытекают из них или с ними взаимосвязаны. Важнейшие свойства минералов, являющиеся диагностическими признаками и позволяющие их определять, следующие:

Габитус кристаллов
. Выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется лупа
Твердость
. Определяется по шкале Мооса
Блеск
— световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.
Спайность
— способность минерала раскалываться по определенным кристалографическим направлениям.
Излом
— специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.
Цвет
— признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный малахит
, синий лазурит
, красная киноварь
), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в кристаллической структуре
( флюориты
, кварцы
, турмалины
).
Цвет черты
— цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового бисквита.
Магнитность — зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного магнита
.
Побежалость
— тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на выветрелой поверхности некоторых минералов за счёт окисления.
Хрупкость
— прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с лёгкостью раскалываться, т.е. быть хрупкими (например, алмаз
)

Эти свойства минералов легко определяются в полевых условиях.

На сегодняшний день известно более 4 тысяч минералов. Ежегодно открывают несколько десятков новых минеральных видов и несколько «закрывают» — доказывают, что такой минерал не существует.

Четыре тысячи минералов — это очень не много по сравнению с числом известных неорганических соединений (более миллиона). Геологи объясняют небольшое количество минералов следующими причинами:

распространенность элементов в Солнечной системе. Наиболее широко на Земле распространены кислород и кремний ( кларковое число
: O 470000 (Виноградов, 1962), 472500 (Ведеполь, 1967); Si 295000 (Виноградов, 1962), 305400 (Ведеполь, 1967). Соответственно, подавляющее большинство минералов является силикатами
. С другой стороны, некоторые элементы так рассеяны, что никогда не образуют собственных минералов и лишь входят в структуру некоторых минералов в виде примесей.
неустойчивость многих химических соединений в земных условиях.

Список минералов
(названия и формулы минералов, включая временно отсутствующие в Ру-Википедии)
Полный список минералов, описанных в английской Википедии (на английском языке)
Породообразующие минералы
Минеральные пигменты

Изоморфизм
Полиморфизм
Политипия
Астеризм (в минералогии)
Иризация
Энантиоморфизм
Псевдоморфозы
Метамиктные минералы

Минеральные индивиды
Минеральные агрегаты
Филогения минералов
Онтогения минералов
Термобарогеохимия
Ильменский государственный заповедник
Минералогический музей
Минералогические музеи России
Коллекционирование минералов

Российское минералогическое общество
Официальный сайт Миинералогического музея им. А.Е. Ферсмана
Физические свойства
породообразующих минералов.
Раздел минералогии
в геологической энциклопедии GeoWiki
Всемирная галерея минералогического искусства
Научно-познавательные рисунки минералов
Проект « Онтогения минералов
в рисунках»
Каталог Минералов RU
Татарский В. Б. « Кристаллооптика и иммерсионный метод исследования минералов» , Москва, Недра, 1965, 306 с.

Друзья минералогии!
Региональная минералогия, находки минералов по всему миру

Современные проблемы онтогении минералов

.
.

Виталий Викторович Карабут

Эксперт по предмету «Физика»

Все окружающее нас вещи обладают различными свойствами и характеристиками. Это зависит от многих факторов, в том числе от физического состояния. Помимо жидкостей различают твердые тела.

Рисунок 1. Виды твердых тел. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Все твердые тела можно раздели на две большие группы по различному состоянию:

кристаллические;

аморфные.

Кристаллические и аморфные твердые тела

Кристаллическими называют тела, которые обладают особой структурой молекулярных связей между собой. Все частицы в таком исполнении составляют кристалл и расположены в определенном порядке. Расстояние между частицами также определенное. Подобные связи еще называют кристаллической решеткой. Она представляет собой совокупность атомов и различных узлов и молекул, которые составляют твердое вещество в целом.

Подобные соединения славятся очень большой прочностью, а из металлических материалов с классической кристаллической решеткой сегодня строятся самые сложные инженерные сооружения, включая мосты, здания и иные строения. Прочность кристаллических тел отличается высокой степенью практического применения в различных сферах человеческой деятельности. Однако реальная прочность кристаллов оказалось гораздо меньше расчетной прочности, так как на их поверхности обнаружены многочисленные дефекты в основе кристаллической решетки.

Аморфными твердыми телами называют такие тела, которые обладают одинаковыми физическим свойствами по всем направлениям. Подобное свойство также называют изотропностью. Такие аморфные тела характеризуются беспорядочным расположением элементов молекулярной связи. Они состоят из бесконечного количества соединений атомов и молекул. В кристаллических телах внутренняя структура резко контрастирует с аморфными телами

Кристаллические тела делятся на:

монокристаллы;

поликристаллы.

Монокристаллы характеризуются периодичностью по своей структуре и многократному повторению связей во всем объеме.

«Виды твердых тел» 👇

Для поликристаллов основополагающим стало наличие кристаллитов. Они выглядят, как множество сросшихся между собой хаотически расположенных маленьких кристаллов.

Структура кристаллов

Структура кристаллов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 2. Структура кристаллов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

С кристаллической структурой веществ человек сталкивается постоянно в ежедневном режиме. Мы ходим зимой по снегу или льду, имеющим в своей основе чистую структуру кристалла. Она формируется из кристаллической воды. Многая пища состоит из кристалликов соли или сахара.

Такая многогранная натура твердых телах характеризуется несколькими схожими и постоянно повторяющимися элементами внутренней конструкции. Атомы и иные молекулярные связи располагаются в отдельных кристаллических решетках, при этом все выглядит предельно упорядоченно. Складывается система похожих многогранников. Таким образом, можно искусственным образом воспроизвести подобные молекулярные связи.

Упорядоченное расположение всех частиц в узлах кристаллической решетки придает правильную и красивую форму с симметричным расположением сторон и углов. Впервые такую структуру смогли показать и объяснить только 200 лет назад.

Для роста кристаллов необходимо создать определенные условия. Центр кристаллизации становится своеобразной точкой отсчета будущего каркаса вещества. Его можно создать искусственным или естественным способом. Для этого в прозрачном растворе наблюдают за движением ионов или молекул. Они ведут себя достаточно непредсказуемым образом и постоянно сталкиваются, при этом идет формирование новых протосвязей – зародышей будущего кристаллического твердого тела. При повторных взаимодействиях можно увидеть, что приобретаются формы структуры мельчайшего кристаллика, который станет элементом ячейки тела. Под скоплением частиц происходит постепенный рост решетки, при этом появляется тот самый центр кристаллизации. Его основой могут быть самые разнообразные вещества, которые содержатся и плавают в сосуде. В процессе роста появляются дополнительные связи и происходит превращение в большое твердое тело с кристаллической основой.

Типы кристаллических твердых веществ

Твердое состояние вещества предполагает наличие у тел кристаллической решетки. Подобные тела делятся на несколько типов:

в кристаллической решетке с атомами частицы твердого вещества связаны ковалентной связью;
в молекулярной кристаллической решетке между частицами существует небольшая связь;
в узлах ионной кристаллической решетки положительно заряженные частицы чередуются с отрицательно заряженными;
в металлической кристаллической решетке в узлах присутствуют только ионы химических веществ, которые заряжены положительно.

Особенности твердых веществ

По характеру движения электронов на внешнем уровне атомов твердого тела можно установить его электрические специфические свойства и признаки. Сегодня выделяют несколько видов таких тел в зависимости от типа связи атомов.

При ионной связи атомов основной характерной чертой стала сила электростатического притяжения. Такие вещества способны отражать и поглощать свет в инфракрасной плоскости. При небольшой температуре ионная связь отличается малой электропроводностью.

Ковалентная связь осуществляется за счет электронной пары. Она принадлежит обоим атомам. Подобная связь также делится на простую, двойную и тройную по наличию числа пар электронов. Наиболее твердые кристаллы относятся к ковалентной связи.

Металлическая связь возникает при возникновении больших атомов. Она образуется при помощи процесса объединения валентных электронов атомов. Большие атомы способны отдавать свои электроны, что способствует формированию сложных соединений. Так образуются металлы и другие сложные твердые вещества. Вещества с металлической связью разнообразны по физическим свойствам. Среди них выделяют жидкие металлы, мягкие, очень твердые.

При молекулярной связи, которая образуется в кристаллах, образуется отдельными молекулами вещества. Силы, при которых происходят процессы, обладают значительной степенью стабильности. Молекулы притягиваются друг относительно друга только слабым межмолекулярным притяжением. При нагревании вещества подобные недолговечные связи утрачивают свою актуальность и разрушаются.

Водородная связь может возникнуть между поляризованными положительно заряженными атомами молекулы и той частью, которая является частью отрицательно поляризованной частицей или ее частью.

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

sinonim.org - качественный поиск

Ответ на вопрос в сканворде (кроссворде) « Твердое природное неорганическое кристаллическое вещество
», 7 букв (первая — м, последняя — л):

(МИНЕРАЛ)

Другие определения (вопросы) к слову «минерал»

природное неорганическое тело с определённым химическим составом и, обычно, с кристаллической структурой ◆ Главные составные части гранита и гнейса составляют : полевой шпат, кварц и слюда; гнейс отличается от гранита тем, что в нём заметна некоторая слоистость. Н. И. Березин, «Пешком по карельским водопадам», г.

◆ Исходя из магнитных свойств Земли, можно получить информацию о распределении железистых в литосфере. В. В. Ахияров, «Гравитация в Солнечной системе», г. // «Геоинформатика»

Значение слова

МИНЕРА́Л
,
-а, мужской род

Природное тело, приблизительно однородное по химическому составу и физическим свойствам, входящее в состав горных пород, руд, метеоритов.
На вершинах пустынных гор они терпеливо собирали образцы минералов, свидетельствовавшие о непочатых, скрытых в земле богатствах.
Соколов-Микитов, Осень в Чуне.

Минера́л
(немецкое или фр. , от позднелат. — руда) — однородная по составу и строению часть горных пород, руд, метеоритов, являющаяся естественным продуктом геологических процессов и представляющая собой химическое соединение или химический элемент.

Минерал может находиться в любом агрегатном состоянии, при этом большинство минералов — твёрдые тела. Минералы подразделяют на имеющие кристаллическую структуру, аморфные и минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном состоянии (метамиктные минералы). Горная порода может состоять из нескольких породообразующих минералов разного вида (полиминеральная порода), или из единственного породообразующего минерала (мономинеральная порода). В литературе применяется также словосочетание « минеральный материал
».

Случайное

Поиск занял 0.008 сек. Вспомните, как часто вы ищете ответы? Добавьте sinonim.org в закладки, чтобы быстро искать их, а также синонимы, антонимы, ассоциации и предложения.

Написать нам

Случайные страницы на сайте: синоним к отместка
, синоним к пиратский

Запрос «Кристалл» перенаправляется сюда; см. также другие значения
.

Криста́ллы
(от греч.
первоначально — «
лёд
», в дальнейшем —
« горный хрусталь
; кристалл») — твёрдые тела
, в которых частицы ( атомы
и молекулы
) расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку
.

Кристаллы — твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников
, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений составляющих вещество частиц (атомов, молекул, ионов
).

Морфология кристаллов — наука, изучающая происхождение кристаллов и их размещение этих граней в пространстве. Представляет собой отрасль кристаллографии
.

Большинство природных кристаллов имеют гладкие кристаллические грани, в малогабаритных формах; грани кристаллов оптически плоские и обычно дают чёткие отражения окружения (как в оконном стекле). У больших кристаллов отражения бывают более размытыми и, следовательно, сами грани не идеально плоские.

Плоские грани у кристаллов свидетельствуют о правильности внутреннего расположения атомов, характеризующего кристаллическое состояние вещества
.

Знание морфологии драгоценных материалов необходимо для распознания таких камней в необработанном состоянии, а также для лучшей огранки
того или иного кристалла.

Составляющие данное твёрдое вещество частицы образуют кристаллическую решётку. Если кристаллические решётки стереометрически
(пространственно) одинаковы или сходны (имеют одинаковую симметрию), то геометрическое
различие между ними заключается, в частности, в разных расстояниях между частицами, занимающими узлы решётки. Сами расстояния между частицами называются параметрами решётки. Параметры решётки, а также углы геометрических многогранников определяются физическими методами структурного анализа, например, методами рентгеновского
структурного анализа.

Часто твёрдые вещества образуют (в зависимости от условий) более чем одну форму кристаллической решётки; такие формы называются полиморфными
модификациями. Например, среди простых веществ известны:

ромбическая и моноклинная сера
;
графит
и алмаз
, которые являются гексагональной и кубической модификациями углерода
;
среди сложных веществ — кварц
, тридимит
и кристобалит
, которые представляют собой различные модификации диоксида кремния
.

Следует разделить идеальный и реальный кристаллы.

Идеальный кристалл является математическим объектом, лишённым любых дефектов строения, а также имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани.
Реальный кристалл всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решётки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций
. Необязательно обладает кристаллографическими гранями
и правильной формой, но у него сохраняется главное свойство — закономерное положение атомов
в кристаллической решётке.

Многим кристаллам присуще свойство анизотропии
, то есть зависимость их свойств от направления, тогда как в изотропных
веществах (большинстве газов
, жидкостей
, аморфных твёрдых телах
) или псевдоизотропных (поликристаллы) телах свойства от направлений не зависят. Процесс неупругого деформирования
кристаллов всегда осуществляется по вполне определённым системам скольжения
, то есть лишь по некоторым кристаллографическим плоскостям
и лишь в некотором кристаллографическом направлении
. В силу неоднородного и неодинакового развития деформации в различных участках кристаллической среды между этими участками возникает интенсивное взаимодействие через эволюцию полей микронапряжений
.

В то же время существуют кристаллы, в которых анизотропия отсутствует.

В физике
мартенситной неупругости
накоплен богатый экспериментальный материал, особенно по вопросам эффектов памяти формы
и пластичности превращения
. Экспериментально доказано важнейшее положение кристаллофизики о преимущественном развитии неупругих деформаций почти исключительно посредством мартенситных реакций
. Однако принципы построения физической теории
мартенситной неупругости неясны. Аналогичная ситуация имеет место в случае деформации кристаллов механическим двойникованием
.

Значительные успехи достигнуты в изучении дислокационной пластичности
металлов
. Здесь не только понятны основные структурно-физические механизмы реализации процессов неупругой деформации, но и созданы эффективные способы расчёта явлений.

Физические науки, изучающие кристаллы

Кристаллофизика
изучает совокупность физических свойств кристаллов.
Кристаллография
изучает идеальные кристаллы c позиций законов симметрии и сопоставляет их с кристаллами реальными.
Структурная кристаллография
занимается определением внутренней структуры кристаллов и классификацией кристаллических решёток. В 1976 году «сенсацию» о том, что земной шар
— «огромный кристалл», опроверг кристаллограф И. И. Шафрановский
^[6]
.
Кристаллооптика
изучает оптические свойства кристаллов.
Кристаллохимия
изучает кристаллические структуры и их связи с природой вещества.

Вообще, изучением свойств реальных кристаллов занимается огромная научная отрасль; достаточно сказать, что все полупроводниковые
свойства некоторых кристаллов (на основе которых создаётся точная электроника
и, в частности, компьютеры
) возникают именно за счёт дефектов.

. Online Dictionary of Crystallography
. International Union of Crystallography. Дата обращения: 22 июня 2017.
Архивировано
17 июня 2017 года.
В. Чернавцев
. Гипсовое чудо света // «Вокруг света»
. — № 11, 2008, С. 16-22
Литий // Энциклопедический словарь
юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.
: Педагогика
, 1990. — . — .
Gigantic crystals of spodumene
// Mineralogical Notes Series 3. — 1916. — .
Кристаллическая структура // Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
Шафрановский И. И.
Можно ли назвать Землю «большим кристаллом»?
Архивная копия
от 17 мая 2017 на Wayback Machine
// газета «Горняцая правда». 1976. № 31. 9 ноября

Агафонов В. К.

Краткое наставление для приготовления моделей кристаллов // Программы и наставления для наблюдений и собирания коллекций по геологии, почвоведению, метеорологии, гидрологии, нивелировке, ботанике и зоологии, сельскому хозяйству и фотографии. [5-е изд.] СПб.: изд. Имп. С Пб. О-ва Естествоисп. 1902. С. 30—35.
Зоркий П. М.
Симметрия молекул и кристаллических структур. М.: изд-во МГУ, 1986. — 232 с.
Лихачёв В. А., Малинин В. Г.
Структурно-аналитическая теория прочности. — СПб: Наука. — 471 с.
Савельев И. В.
Курс общей физики. М.: Астрель, 2001. ISBN 5-17-004585-9
.
Шаскольская М. П.

. Кристаллы. М.: Наука, 1985. 208 с.
Шретер В., Лаутеншлегер К.-Х., Бибрак Х. и др.
Химия: Справ. изд. М.: Химия, 1989.
Шубников А. В., Флинт Е. А., Бокий Г. Б.
, Основы кристаллографии, М.— Л., 1940.
Шаскольская М.
, Кристаллы, М., 1959;
Костов И.
, Кристаллография, пер. с болг., М., 1965.
Банн Ч.
, Кристаллы, пер. с англ., М., 1970;
Най Дж.
, Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц, пер. с англ., 2 изд., М., 1967.
Лейбфрид Г.

, Микроскопическая теория механических и тепловых свойств кристаллов, пер. с нем., М., 1963.

Кристаллы минералов
, Формы природного растворения кристаллов

// Большой Энциклопедический словарь. — 2000.