Свойства природных кристаллических веществ

I. Основной закон кристаллографии.

Понятие о минералах как о кристаллических веществах

1.Основной закон кристаллографии.
2.Свойства природных кристаллических веществ.
3.Кристаллогенезис.
4.Причины и условия образования минералов.
5.Элементы симметрии кристаллов.
6.Кристаллографические (координационные) системы, категории, сингении.
7.Кристаллографические формы (простые формы кристаллов).

Вопросы 5,6,7 рассматриваются на лабораторных занятиях.

Горные породы, которые находятся на поверхности или вблизи нее, дают геологам основные сведения, необходимые для изучения геологического прошлого. Горные породы состоят из минералов или обломков более древних пород, в свою очередь также слагающихся минералами. Общим для минералов является их кристаллическая сущность.

Рождение кристаллографии как науки связывают с именем Николая Стенона, который в 1669 году сформулировал закон постоянства углов: «Кристаллы различной формы одного и того же вещества (минерала) имеют неизменные углы между соответствующими гранями».

Поскольку независимо друг от друга еще двое ученых М. В. Ломоносов (1740) и французский минералог Жан – Б. Роме де Лиль открыли этот закон, то следует называть его законом Стенона – Ломоносова – Роме де Лиля.

Одно из основных свойств кристалла – однородность. Однородным должно считаться тело, в котором на конечных расстояниях от любой его точки найдутся другие, эквивалентные ей не только в физическом отношении, но и геометрическом; т. е. находятся в таком же окружении, как и исходные, поскольку размещением материальных частиц в кристаллическом пространстве «управляет» пространственная решетка, можно считать, что грань кристалла – это материализованная плоская узловая решетка, а ребро – материализованный узловой ряд. Как правило, хорошо развитые грани кристалла определяются узловыми сетками с наибольшей густотой расположения узлов. Точка, в которой сходятся три и более граней, называется вершиной кристалла.

Анизотропность – это способность кристалла проявлять различные свойства в разных направлениях. Поскольку различные направления в кристаллической структуре вещества, построенного по закону трехмерной периодичности, могут и иметь неодинаковые расстояния между атомами (узлами), а следовательно, и разные по силе химические связи, то и свойства по таким направлениям могут отличаться, а сами кристаллы будут анизотропны относительно этих свойств. Если свойство не изменяется в зависимости от направления, то вещество изотропно.

Способность самоограняться, т. е. при определенных условиях принимать естественную многогранную форму. В этом также проявляется его правильное внутреннее строение. Именно это свойство отличает кристаллическое вещество от аморфного. Иллюстрацией этому служит пример. Два выточенных из кварца и стекла шарика опускают в раствор кремнезема. В результате шарик кварца покроется гранями, а стеклянный останется круглым.

Симметрия – наиболее общая закономерность, связанная со строением и свойствами кристаллического вещества. Она является одним из обобщающих фундаментальных понятий физики и естествознания в целом. Е. С. Федоров (1901 г.) дал определение симметрии. «Симметрия есть свойство геометрических фигур повторять свои части, или, выражаясь точнее, свойство их в различных положениях приходить в совмещение с первоначальным положением». Таким образом, симметричным является такой объект, который может быть совмещен сам с собой определенными преобразованиями: поворотами или (и) отражениями (см рисунок).

Такие преобразования называются симметрическими операциями. (Подробнее об этом на лабораторных занятиях).

Дата добавления: 2013-12-12