Кристалдардың ішкі структурасы

Кристалл — векторлық құрылысы бар, ішкі майда бөлшектері белгілі бір тәртіп бойынша орналасқан зат. Оның барлық қасиетін кеңістік решетка схемасы арқылы түсіндіруге болатынын көрдік.

Кеңістік решетка көбінесе куб түрінде кескінделеді. Кристалл құрайтын бөлшектердің (атомдардың, иондардың немесе молекулалардың) сол решетка кубына орналасу тәртібі әр түрлі болады.

1. Жай кубтық решетка. Мұнда кристалл құрайтын бөлшектер кубтың көлемдік сегіз бүрышына орналасқан. Мұндай структура көбінесе сілтілі металдардың галогендік қосындыларында болады. Мысалға ас тұзын алайық (NaCl). Мұның решетка кубының әр бұрышында натрийдың ионы (Na+— катион) мен хлордың ионы (С1^- — анион) кезектесіп келеді. Кристалл құрайтын майда бөлшектері иондардан тұратын болғандықтан мұндай решеткаларды иондық решетка немесе иондық структура деп атайды. Сонымен, галогендік қосындыларының иондық структурасы көбінесе жай куб түрінде болады.
2. Жақ орталықты кубтық решетка структурaсы. Мұнда кристалл құрайтын бөлшектер кубтың бұрышына да және әрбір жақтарының орталығына да орналасқан. Бұған бірсыпыра жеке элементтердің атомдық решеткалы структуралары жатады. Мысалы, мыс (Сu) осындай структуралы элемент.
3. Көлеморталықты кубтық решетка структурaсы. Мұнда кристалл құрайтын белшектер кубтың бұрыштарында және оның орталығында болады. Бұған мысалға темірді алуға болады.
4. Алмаздық структура. Жақ орталықты кубты бірдей сегіз кубқа бөліп, солардың айқыш-ұйқыш алынған төртеуінің орталығына бір-бірден атом қойсақ , алмаз структурасы шығады.

• 1. Алтықырлы қaбаттaс (тақталас) структура. Бұған мысалға графит структурасы жатады. Графит атомдары алты қырлы призманың көлемдік бұрыштарына орналасқан.

• 2. Алтықырлы табан орталықты структура. Мұнда кристалл атомдары алты қырлы призманың бұрыштарында да және табандағы жақтарының орталығында да болады. Алты қырлы призманың тігінен үш жазық жүргізсек, ол үш қырлы алты призмаға бөлінер еді. Сол үш қырлы алты призманың үшеуінің орталығына тағы бір-бірден атомдар орналасқан. Бұған: мырыш, магний, кадмий, титан сияқты металдар мысал болады.

Сонымен, кристалдардың ішкі структурасында екі түрлі түсінік бар екені айқын: оның бірі — құраушы бөлшектерінің түрі, екіншісі — сол бөлшектердің орналасу тәртібі. Бөлшектерінің түріне қарай кристалдар структурасы: иондық, атомдық және молекулалық болып бөлінеді. Кристалдарды түзуші бөлшектердің өз ара орналасуына қарай кристалдар кубтық және алтықырлы структураға бөлінеді. Бұл структуралардың әрқайсысы бірнеше түрлерге бөлінеді.

Осы айтылғандардан заттардың ішкі структурасы әр түрлі болатындығы өзінен-өзі түсінікті. Мәселен, алмаз сияқты заттар күрделі структуралы болса, графит сияқ ты заттар тақталы структуралы болады. Сонымен қатар тізбекті структуралы, решеткалы структуралы және басқа түрлі заттар болады. Заттардың қаттылығы, ерігіштігі, беріктігі және басқа қасиеттері олардын, ішкі структураларына тығыз байланысты.

Мысалы, алмаз бен графитті алайық . Оның екеуі де бір ғана көміртегінен (С) тұрады, ал структурасы екі түрлі болғандықтан физикалық қасиеттері әр түрлі болады. Мысалы, алмаз дүниедегі ең қатты зат болса, графит әте жұмсақ заттың бірі. Осыдан заттардың ішкі структурасын зерттеудін, аса зор маңызы бар екені айқын.