Кристалдар және олардың қасиеттері туралы

Кристалды дене болып табылады одой бірі түрлі минералдар.
Кристалды деп атайды қатты дененің физикалық қасиеттері бірдей емес әр түрлі бағыттары, бірақ ұқсас параллель бағытта.
Отбасы кристалдық тел тұрады екі топ — монокристалдар мен поликристаллов. Алғашқы кейде ие геометриялық дұрыс сыртқы түрі, ал екінші, өзбектерде аморфным телам жоқ, тән осы зат белгілі бір нысандары. Бірақ айырмашылығы аморфных тел құрылымы поликристаллов біркелкі емес, зерниста. Олар жиынтығы болып табылады сросшихся бір-бірімен хаотически бағдарланған кішкентай кристалдар — кристаллитов. Поликристаллическую құрылымын шойын, мысалы, анықтауға болады, егер қарауға үлкейткіш көмегімен үлгісі на изломе.
Көлемі бойынша кристалдар әр түрлі болады. Олардың көпшілігі көруге болады тек микроскоп. Алайда, үлкен кристалдар салмағы бірнеше тонна.
Кристалдардың құрылысы
Алуан кристалдардың нысан бойынша өте көп. Кристалдар болуы мүмкін төрт дейін) бірнеше жүздеген қырлары. Бірақ бұл ретте олар ие тамаша қасиеті — қандай болмасын, мөлшері, пішіні және саны қырлы бір кристалл, барлық жазық қырлары түйісетін бір-бірімен белгілі бір бұрыштары. Бұрыштары арасындағы оны қайдан сатып гранями әрқашан бірдей. Кристалдар тас тұздары, мысалы, болуы мүмкін нысаны куба, параллелепипед, призма немесе дененің неғұрлым күрделі нысандағы, бірақ әрқашан олардың қырлары түйісетін астында бұрыштармен. Грани кварц бар нысанын дұрыс емес шестиугольников, бірақ бұрыштары арасындағы гранями әрқашан бірдей — 120°.
Бұрыштардың тұрақтылық заңы ашық, 1669 ж. датчанином Николай
Стено, маңызды болып табылады заңда ғылым туралы кристалдардағы — кристаллография.
Өлшеу бұрыштарының арасындағы гранями кристалдар өте үлкен практикалық маңызы бар, өйткені нәтижелері бойынша осы өлшем көптеген жағдайларда дұрыс анықталуы мүмкін жағдайда табиғат минералдың. Қарапайым аспаппен өлшеу үшін бұрыштарының кристалдар болып табылады қолданбалы гониометр.
Қолдану қолданбалы гониометра тек зерттеу үшін ірі кристалдар, шағын және өлшеу дәлдігі орындалған, оның көмегімен.
Ажыратуға, мысалы, кристалдар кальцита және селитра, ұқсас нысан бойынша білімі бар, бұрыштары арасындағы оны қайдан сатып гранями тең 101°55′ бірінші және
102°41,5′ екінші көмегімен қолданбалы гониометра өте қиын. Сондықтан лабораториялық жағдайда өлшеу бұрыштарының арасындағы гранями кристалл, әдетте, орындайды көмегімен аса күрделі және дәлме-дәл аспаптар.
Кристалдар дұрыс геометриялық формалары кездеседі табиғатта сирек кездеседі. Бірлескен әрекет мұндай қолайсыз факторлар, температураның ауытқуы, тығыз ортасы, көршілес қатты тұрғыдан зерттеледі мүмкіндік бермейді артатын кристаллу сатып характерную оған нысаны. Сонымен қатар, айтарлықтай бөлігі кристалдардың болған сонау өткен жасалған огранку, үлгерді жоғалтуы оның әсерінен судың, желдің, үйкеліс туралы басқа да қатты дене. Осылайша, көптеген дөңгелек мөлдір астық табуға болатын жағалаудағы құмда болып табылады кристалдарынан тұрады кварц, лишившимися қырларын нәтижесінде ұзақ үйкеліс бір-біріне.
Бірнеше жолы бар, мүмкіндік беретін келдім қатты дене кристалл. Ең қарапайым бірі, бірақ өте малопригодный пайдалану үшін ашылып, нәтижесінде кездейсоқ байқау соңында XVIII ғ. Француз ғалымы Ренне Гаюи байқамай төмендеткен бірі кристалдардың өз коллекция. Қарап сынықтары кристалл, ол байқаған, олардың көпшілігі білдіреді азайтылған көшірмесін бастапқы үлгідегі.
Тамаша қасиеті-көптеген кристалдардың беруге ұсату кезінде сынықтары, мұндай нысан бойынша бастапқы кристаллу мүмкіндік берді Гаюи айту гипотезаны, бұл барлық кристалдар тұрады тығыз төселген қатарының кішкентай, невидимых микроскоп бөлшектерінің бар присущую осы зат дұрыс геометриялық пішінді. Алуан геометриялық пішіндерден Гаюи түсіндірді ғана емес, әр түрлі нысаны «кірпіштерден», олар тұрады, бірақ әр түрлі тәсілдермен, оларды қатарлап.
Гипотеза Гаюи дұрыс отразила мәні құбылыстар — упорядоченное және тығыз орналасуы, құрылымдық элементтердің кристалдарын, бірақ ол жауап берген жоқ бірқатар маңызды мәселелер. Существует ли предел сақтау нысандары?
Егер бар болса, онда бұл білдіреді ең кішкентай «болашақтың»?
Қандай атомдар және молекулалар заттың нысанын многогранников?
Тағы XVIII ғ. ағылшын ғалымы Роберт Гук және голланд ғалымы
Христиан Гюйгенс назар аударды мүмкіндігін құру дұрыс многогранников бірі тығыз салынатын шарлар. Олар екен деп болжадық кристалдар салынды бірі шарообразных бөлшектер — атомдардың немесе молекулалардың. Сыртқы пішінді кристалдарды осы гипотезе салдары болып табылады ерекшеліктерін тығыз орау атомдар немесе молекулалардың. Қарамастан, оларға осындай қорытындыға келді 1748 жылы ұлы орыс ғалымы М. В. Ломоносов.
Кезінде плотнейшей төсеу шарларды бір жазық қабаты әрбір шар көрсетіледі окруженным басқа алты шарлармен, орталықтары құрайды дұрыс шестиугольник. Егер укладка екінші қабатын жүргізу бойынша лункам шарлардың арасындағы бірінші қабатын болса, онда екінші қабаты болып шықса сияқты, тек смещенным қатысты оған кеңістікте.
Қалау үшінші қабаттағы шарлар жүзеге асырылуы мүмкін екі жолмен
(сур.1). Бірінші тәсілі шарлар үшінші қабаты төселеді шұңқыр орналасқан, дәл үстінен шарлармен бірінші қабатын және үшінші қабаты көрсетіледі дәл көшірмесі. Кейіннен қайталау қалау жіктері бұл тәсілмен сонда құрылымы, ол гексагональной плотноупакованной құрылымы. Екінші тәсілі шарлар үшінші қабаты төселеді шұңқыр, жүрген дәл үстінен шарлармен бірінші қабаты. Бұл әдіс кезінде орау сонда құрылымы, ол кубической плотноупакованной құрылымы.
Екі қаптаманың береді толтыру дәрежесі көлемінің 74%. Басқа ешқандай тәсілі орналасқан шарлар кеңістікте болмаған жағдайда, олардың деформация көбінесе толтыру көлемін бермейді.
Салу кезінде шар бірқатар бірқатар тәсілімен гексагональной тығыз орау алуға болады дұрыс шестигранную арқылы, екінші әдіс орау әкеледі құру мүмкіндігін куба шарлар.
Егер құру кезінде кристалдардың тұрады атомдар немесе молекулалардың принципі тығыз орау, онда азайтылады, табиғатта тиіс кездесетін кристалдар түрінде ғана алтықырлы призманың және куб. Кристалдар мұндай формасы өте кең тараған. Гексагональный тығыз орау атомдар сәйкес келеді, мысалы, нысаны кристалдар мырыш, магний, кадмий. Кубической тығыз орау сәйкес нысаны кристалдар мыс, алюминий, күміс, алтын және басқа да металдар.
Бірақ осы екі нысандары алуан әлемнің кристалдар мүлдем шектелмейді.
Тіршілік формалары кристалдар, тиісті принципі плотнейшей орау равновеликих шарлар, болуы мүмкін әр түрлі себептері.
Біріншіден, кристалл болуы мүмкін салынған қағидатын сақтай отырып, тығыз орау, бірақ атомдар түрлі көлемдегі немесе молекулалардың бар нысаны, қатты нысаннан өзгешеленетін шар тәріздес (сур.2). Атомдары оттегі және сутегі бар шарообразную нысаны. Біріктіру кезінде бір оттегі атомы және екі сутегі атомдар жүреді өзара енуі олардың электрондық қабықшалар. Сондықтан молекуласы судың пішіні айтарлықтай нысаннан өзгешеленетін шар тәріздес. Кезінде затвердевании су тығыз буып-түю, оның молекулаларының жүзеге асырылуы мүмкін емес сол тәсілмен, және буып-түю равновеликих шарлар.
Екіншіден, айырмашылығы орау атомдар немесе молекулалардың жылғы плотнейшей мүмкін түсіндіруге болғанымен аса күшті байланыстарды, олардың арасындағы белгілі бір бағыттары. Жағдайда атом кристалдар байланыстардың бағыттылығы құрылымымен анықталады сыртқы электрондық қабықтарының атомдар, молекулалық кристалдардағы — молекулалардың құрылымы.
Түсіну құрылымы кристалдардың пайдалана отырып, тек көлемді моделдер, олардың құрылым, өте қиын. Осыған байланысты жиі қолданылатын тәсілі сурет құрылыстар кристалдардың көмегімен кеңістіктік кристалдық торлар. Ол білдіреді кеңістік тор, тораптар оның сайма-ережеге сәйкес жүзеге асырады орталықтарының атомдардың (молекулалардың) кристалда.
Мұндай модельдер қарап насквозь, бірақ олар бойынша болмайды, ештеңе білуге нысаны мен мөлшері бөлшектер, слагающих кристалдар.
Негізінде кристалдық тордың жатыр элементарлы ұяшық — сұлба ең төменгі мөлшерін біртіндеп көшіруге болатын, салу бүкіл кристалл. Нақты сипаттамалары ұяшықты орнату керек өлшемі оның қабырғаларының а, в және с бұрыштарының шамасына (, ( және олардың арасындағы. Ұзындығы бір қабырға деп атайды, тұрақты кристалдық тордың, ал бүкіл жиынтығын алты шамаларды задающих ұяшықты, — параметрлері ұяшық.
3-суретте көрсетілгендей, қалай салуға барлық кеңістік қосу арқылы қарапайым ұяшықтар.
Назар аудару маңызды болып табылады, онда көптеген атомдар, ал көптеген типті кристалдық тордың әрбір атом тиесілі емес бір элементарлық ұяшықта, кіреді бір мезгілде құрамына бірнеше көрші элементарлы ұяшықтар. Қарастырайық, мысалы, элементарную ұяшық кристалл тас тұз.
Үшін элементарную ұяшық кристалл тас тұз, оның ішінде, көшіруге кеңістіктегі салуға болады бүкіл кристалл, қабылдануы тиіс бөлігі кристалл-суретте ұсынылған. Бұл ескеру керек, бұл иондар орналасқан төрінде ұяшықты, оған тиесілі тек бір сегізінші, олардың әрқайсысының; иондар, бос жатқан » қырлар ұяшықты, оған тиесілі төрттен бірі әрбір; иондар имамдар на гранях үлесіне әрбір екі көрші элементарлы ұяшықтар келеді жартысында ион.
Подсчитаем саны натрий иондары саны хлор иондарының құрамына кіретін бір элементарлық ұяшықтың тас тұз. Ұяшықта толығымен тиесілі бір ион хлор орталығында орналасқан ұяшықты, бір тоқсанның әрбір 12 иондар орналасқан қырлар ұяшық. Барлығы хлор иондарының бір ұяшықта
1+12*1/4=4. Натрий иондары қарапайым ұяшықта алты бөліктен на гранях және сегіз восьмушек төрінде, барлығы 6*1/2+8*1/8=4.

Жазықтығы симметрия жазықтығы деп атайды, рассекающую кристалл екі бөлікке, олардың әрқайсысы болып табылады зеркальным бейнеленуін бір басқа.
Жазықтық симметрия қалай орындайды рөлі екі жақты айна
(сур.4). Саны симметрия жазықтығының әр түрлі болуы мүмкін. Мысалы, кубада олардың тоғыз, ал снежинках кез келген нысаны — алты.
Орталық симметрия деп атайды нүктесін ішіндегі кристалл, түйісетін барлық ось симметрия.
Әрбір кристалл сипатталады белгілі бір үйлесімімен элементтерін симметрия. Сонымен қатар, симметрия элементтерінің саны көп емес, міндет табу барлық мүмкін болатын нысандары кристалдар емес болып табылады үмітсіз.
Атақты орыс кристаллограф Евграф Степанович Федоров орнатты, бұл табиғатта өмір сүре алады тек 230 түрлі кристалдық торлары бар осьтері симметрия екінші, үшінші, төртінші және алтыншы тәртібін.
Басқаша айтқанда, кристалдар нысанында болуы мүмкін әр түрлі призмалар мен пирамидалардың, негізінде олар жатуға ғана дұрыс үшбұрыш, төртбұрыш, параллелограмма және шестиугольник.
Е. С. Федоров негізін қалаушы кристаллохимии — ғылым, айналысатын ұйғарымымен химиялық құрамды кристалл арқылы зерттеу нысанын қырларын және бұрыштарын өлшеу олардың арасындағы.
Кристаллохимический талдау салыстырғанда химиялық, әдетте, аз уақытты алады және қирауына әкеп соғатын үлгідегі.
Көптеген замандастарымыз Федорова ғана сенген » болуы кристалдық торларының, бірақ тіпті күмән келтірген да бар атомдар. Алғашқы эксперименттік дәлелдемелер әділдік тұжырымдар Федорова алынды 1912 жылы неміс физик Э. Лауэ. Әзірленген атындағы айқындау әдісі атом немесе молекулалық құрылымын тел көмегімен рентген сәулелері деп аталады рентгенді құрылымдық талдау. Зерттеу нәтижелері құрылымын кристалдардың көмегімен рентгенді құрылымдық талдау дәлелдеген шындық өмір сүруінің барлық есептелген Е. С. федоровпен қосылып ән айтты кристалдық торларының. Теориясы, осы әдісті тым күрделі, оны қарастыру мектеп физика курсында.
Туралы көрнекі ұсынысты ішкі құрылымы кристалдардың береді жаңа тамаша зерттеуге арналған аспап құрылыстар кристалдардың — ионды микропроектор, изобретенный 1951 жылы Құрылғысы микропроектора сходно құрылғысымен кинескопа теледидар (puc.5). «Шыны баллонға орналастырылады зерттелетін кристалл, металл түрінде тончайшей инелер 1 диаметрі шамамен 10-5-10-6 см Қарсы өткірлігінің инелер орналасқан люминесцентті экран 2, қабілетті светиться бомбылау кезінде жылдам бөлшектермен. Кейін мұқият сорып, ауаны баллоннан оған енгізеді саны аз гелий. Арасындағы инемен экранды қоса береді кернеуі 30 000-ға жуық в.
Кезде атомдар гелий соударяются с қалпын береді оң зарядталған инелер, олардан жыртылып беріледі бір электрону, және олар оң иондармен. Көбінесе соударение атомдар гелий жүреді шығыңқы учаскелерін бетін қайрау — «торчащими» торлар металл жекелеген, атомдарымен немесе атомдар топтары. Сондықтан ионизация гелий негізінен жүреді шамамен осындай шығыңқы. Әрбір vi-атом ион үшін ионом ұшады тікелей бағытта теріс зарядталған катодты 3. Соққыда туралы экран олар тудырады оның жану жасай отырып, үлкейтілген дейін 107 рет бейнесі бетін қайрау. Пунктир бірі-сары нүкте суреттер — сурет өлкенің ступенек қабаттарының атомдар, ал жарық нүкте — жекелеген атомдар төрінде ступенек. Барлық жағдай жақсы деп кезеңділігі және симметрию орналасқан атомнан кристалда.
Өсу процесі кристалдар.
Ешкім де құрылады құрғақ жүгері ұрығы кристалл ерітіндісінде немесе расплаве. Болады, болжам айту, ретсіз қозғалатын атомдары немесе молекулалары кездейсоқ мүмкін расположиться осындай тәртіппен, қандай сәйкес келеді кристалдық торда. Егер ерітінді құрамында емес немесе температурасы балқыма кристалдану температурасынан жоғары болса, онда тұтас құрылады, және сол жерде еріп қалады немесе бұзылады жылу қозғалысы. «Перенасыщенном ерітіндісінде немесе расплаве, салқындатылған төмен температураға дейін кристалдану ұрығының өсу жылдамдығы асатын жылдамдығы оның бұзылуы.
Мұндай еді ақылға қонымды болжам келмейді нәтижелерімен тәжірибе. Есептеулер көрсетіп отырғандай, құрғақ жүгері ұрығы болады төзімді және өсе алады, егер молекулалардың саны, оның бетінде көптеген санынан аз болса, ішкі молекулалардың. Теориялық бағалау қабырға осындай ұрық береді шамасын шамамен 1*10-8 м, яғни тең бірнеше ондаған межатомных арақашықтық. Көлемінде бұл ең төменгі тұрақты ұрық бар бірнеше мың атомдар. Айқын соқтығысу ықтималдығы мұндай үлкен атомдар санының болмашы ғана аз. Алайда, мысалы, құрғақ жүгері ұрығы қалай дегенмен құрылды, және анықтау үстіндеміз, қандай жағдай қажет үшін ол растворился, ал өсе бастады.
Кезінде білім ұрығының выделилось жылу. Атомдар, образовавшие кристаллическую өтіп жатыр, ұрық, тапсырдық бір бөлігі өз энергиясын көрші атомам балқыманы бастады, қозғалу жылдам. Атомдар ең жақын көршілес ұрық осы уақытқа дейін «алмайды біраз төмен шешейік», онда, әзірге беріледі избыточную энергияны одан шалғайдағы атомам. Осылайша, өсуі ұрық болады, егер қамтамасыз ету тұрақты қарсылық жылу балқыманы.
Сол бетінде орналастырылады ұрығының құмда ұсталынатын атомдары? Бұрын пайымдауынша, бұл кристалдардың өсуі жүреді қабаты. Алдымен аяқталады құру бір қабатын, содан кейін басталады төсеу келесі және т. б. нәтижесінде қырлары, наращиваясь қабаты өткізіледі және параллель өздеріне бағытта перпендикуляр жазықтықта қырлары, қалау кірпіш қабырғалары. Әділдік туралы осындай болжамдар еді», — дейді фактілер өмір сүру жазық қыры бар кристалдар. 6-суретте көрсетілген модель құрылысы аяқталмаған кристалл қырлары. Анық, тұндыру жаңа атомның ең ықтимал нүктесінде, Ал үстіңгі, ол сақталып тұрады үш көршілер, ал кез келген басқа нүктесінде бетінің қырлары ол сақталып тұрады да аз санымен көрші. Қашан аяқталады құрылыс төртінші қатардан басталады салу бесінші және т. б., әзірге аяқталады барлық жазықтық.
Осыдан кейін өсуі кристалл қиындық туғызады, өйткені жаңа қабатын — оқиға кем ықтимал. Қайда «есек» атом аяқталған жазықтықта, барлық жерде, ол байланысты аз ғана санымен атомдар кристалл.
Ықтималдығы, бұл әлсіз байланыс бұзылса жылу қозғалысын, зор, сондықтан атом алмайды орнығу, кристалда ауысады ерітіндісі немесе еру. Мұндай тетігі құрылыс салу, атом жазықтығының өсу жылдамдығы кристалл тиіс өте аз. Тәжірибеде кезінде өсіру кристалдардың бірі буларының бастап пересыщением барлығы 1% табылған өсу жылдамдығы кристалл » 101000 есе артық есептелген теориялық! Шамасы, үлкен алшақтық теориясы мен тәжірибесімен физика байқалған жоқ.
Түсініктеме осы расхождению теория және практика табылған тек салыстырмалы жақында, 1949 жылы Жеңілдігі, қандай басталып, құрылыс жаңа атом жазықтықта, сөйтсе ықтимал түсіндіру, бұл нақты кристалдар бар көптеген ақаулар құрылымы.
Суреттей құрылысы кристалдар, біз пайдаланды, олардың идеальными модельдеріне. Айырмашылығы нақты кристалдардың жылғы идеал ерекшелігі, нақты кристалдар ие емес, дұрыс кристалдық тормен, ал бар бірқатар бұзушылықтарды орналасқан атомдар деп аталатын ақаулары. Білу шарттарын білім беру ақауларды және оларды жою әдістерін үлкен рөл пайдалану кезінде кристалдарды тәжірибесі.
Схемасы кристалдардағы ақаулардың пайда болу себептерін және көрсетілген 7-суретте.
Ең қарапайым ақаулар мінсіз кристалдық торда нәтижесінде туындайды алмастыру меншікті атом чужеродным (сур.7,а) енгізу, атом междоузлие (сур.7,б), болмаған атомы бір кристалдық тордың түйіндері (сур.7.в).
Ерекше рөлі процесінде кристалл өсу ойнайды жасырады оның құрылымын, деп аталатын дислокациями (футболшының орнын толтыруға тиіс болды). Қарапайым түрлерімен орналасу болып табылады өлкелік және бұрандамалы. Өлкелік орналасуы құрылады жерде үзілген «артық» атом полуплоскости (сур. 8). Жағдайда, бұрандалы
(орналасқан атомдық жазықтық жүйесін құрайды, напоминающую винтовую сатысы болады. Саны жайғасқан кристалдардағы мүмкін өте үлкен жетіп, 108 — 109 см-3. Кристалдардың жоқ жайғасқан жоқ.
Тұрақты болуы ашық баспалдақтар бұрандалы дислокация үшін қолайлы жағдайлар жасайды өсу кристалл, Өйткені бастау керек салатын бірде-жаңа, бірде жаңа жазықтығы. Атомдар, пристраивающиеся — жолдары, арттырып, оның есебінен және ол бастайды жылжуға бетінің қырлары. Бірақ бұл қозғалыс жоқ өткізуге баспалдақтар қатар өзінен өзі де, оның соңына неподвижен. Қиын емес сообразить, егер атомдар төселеді тұрақты жылдамдықпен бойындағы бүкіл ұзындығы баспалдақтар, онда ол өсу шамасына қарай бастайды изгибаться қабылдайды нысаны спираль. Тұрақты өсіру баспалдақтар жаңа қабаттары атомдар әкеледі аузында кристалл түзіледі спиральды башенка (сур. 9). Орталық бөлігі оның қалай ввинчивается кеңістігіне ты басып озып, өзінің қозғалысы төменгі саты, уақыт өте келе болады застроены толық жоғалады, превратившись » аяқталған атом қабаты.
Суреттер арқылы алынған электрондық микроскоптың растады шындық спирального тетігін кристалдардың өсу. Егер көп жақын орналасқан жайғасқан болса, баспалдақтар кристалдардың өсу бар биіктігі көп атом топтары және оларды көруге болады, тіпті қарапайым микроскоп.
Пайда болуы кристалл жеңілдетіледі болған жағдайда ерітіндіде немесе расплаве дәріске бөгде — пылинок және басқа да ластану. Әлбетте, бұл жағдайда ұрықтары кристалдар түзіледі емес, біріктіру жолымен кездейсоқ соқтығысу атомдар немесе молекулалар, ал нәтижесінде тұндыру атомдар қатты бөгде денелер, пылинках, іс жүзінде әрқашан отырған расплаве немесе газ. Мысалы, зародышами ақшақар болып табылады өлшенген ауада қатты пылинки, көбінесе ұсақ кварц песчинки.

Тәсілдері жаңа қабаттар пайда болу және өсу жылдамдығына қырлы кристалдардың әр түрлі заттардың неодинаковы. Бір кристалдар өседі тілімдер, басқа түрінде иголок. Бұл туындаған көптеген себептері. Солардың бірі — айырмашылық молекулалардың заттар нысан бойынша. Айырмашылық жылдамдықтары өсу шегіне кристалдардың көптеген заттар түсіндіріледі тәуелді бағыттары күштерінің шамалары байланыс бөлшектер түзетін кристалл. Ықтималдығы жабысуын молекулалардың бағытында әрекет үлкен күш, әрине, көрсетіледі басым, бір бағытта әрекет аз күш. Сонымен ахуал туралы іс кристалдардағы с пластинчатой құрылымы (слюда, графит), онда өсуі жүреді, көбінесе жазықтықтың бойымен, қайда жұмыс істейді, күшті байланыс. Бұл бағытта перпендикуляр осы жазықтықта, өсу жылдамдығы біршама төмен.
Бірақ тек молекулалардың нысаны және елеулі айырмашылық күштері, олардың өзара іс-қимыл әр түрлі бағыттары нысанын анықтайды өсіп келе жатқан кристалл. Егер кристалдар өсіп үлкен пересыщениях бу немесе ерітінді, онда жиі түзілетін ерекше осы заттар ветвистые, древовидные нысандары, деп аталатын дендритами. Бұл шыңдары кристалдардың есебінде аса пересыщенным бумен немесе ерітіндісімен, олардың қырлары.
Алға озып өсуіне бүйір қырлары, шыңдары енгізілуде тереңіне пайдаланылмаған ерітінді немесе бу, ықпал етеді, оларды одан әрі тез өсуіне және т. д.
Үлгі дендритных құру болып табылады қаршалар, мұзды ою-өрнектер шыныда. Кезінде баяу өсуі кристалдар мұз қабылдайды олар үшін әдеттегі нысанын алтықырлы призманың. Дендриты құрылады кезінде тез салқындату балқымалары тұздар мен металдар. Табиғатта өте жиі кездеседі түрінде дендритов күміс, мыс, алтын.
Кристалдар табиғатта
Сұрақ тауардың шығу тегі туралы көптеген минералдардың табиғатта тығыз байланысты күрделі проблема шығу тегі мен дамуын Зерттейді. Сәйкес қазіргі заманның талаптарына сай Жер құрылды біріктіру жолымен бастапқыда суық заттар, имевшегося күн жүйесіндегі түрінде қатты бөлшектер, шаң. Бөлу есебінен энергия кезіндегі бөлшектердің соқтығысуы есебінен, сондай-ақ басқа да бірқатар энергия көздерінің Жер тиіс денені дұрыстап қыздырып алу ден 1000-2000° С Кезінде осындай жоғары температурада қабаттар жақын бетінің және қысқа қысыммен вышележащих топтары тиіс расплавиться. Бұл балқыған қабатында орын бөлу жыныстарының: кем тығыз жыныстар, түрі гранитов, всплыли бетіне, олардың астында орналасқан қабаты неғұрлым тығыз базальтов және одан да төмен,
— тұқымды, слагающие мантию. Газдар, босаған кезде расплавлении заттар жоғарғы қабаты, жер шарының, жанынан Жер атмосферасына. Кейіннен остывании Жер расплавленные қабаттар затвердели және жанынан жердегі кору, кейінгі су буы конденсация атмосферадан құрдық, Дүниежүзілік мұхит.
Көптеген минералдар мен тау жыныстары пайда болған салқындату кезінде жер қыртысының конденсаторы ретінде құрылады мұз қату кезінде су. Магма, зат жер қыртысының ерітілген күйде білдіреді күрделі еру түрлі заттарға бай, түрлі ыстық газдармен және булармен. Салқындату кезінде магмы алдымен онда пайда болған кристалдар үшін заттар, кристалдану температурасы оны ең жоғары. Қарай одан әрі салқындату қызу жүрді кристалдануы басқа минералдар бар төмен температура кристалдану және алмайынша барлық магма емес затвердела. Мәселен, адалдық, алар пайда мұндай таралған жыныстар, граниттер.
Қарастыра отырып, зернистую беті гранит, қорытынды жасауға болады, қандай оның құрамына кіретін минералдардың құрылды бұрын. Астық бұл минералдың ірі және нысаны, жақын нысан кристалдардың дұрыс, өйткені оларға кедергі болды өсетін кристалдар басқа да минералдар. Астық кристалдардың пайда болған күннен, кіші және случайную нысаны, өйткені олардың өсуіне ғана қалды аралықтар арасындағы зернами бұрын выросших кристалдар. Қарағанда баяу төмендеді температурасы магмы, т. е. ұзақ өсті кристалдар, крупнозернистее получался минерал. Түйіршікті сияқты минералдар пайда болған кезде тез суыту кезінде өте тез салқындату магмы, мысалы, оның шығарылымдары Жердің бетіне кезінде) вулкандардың, ол затвердела бұрын өсе бастады кристалдар.
Бәлкім, осылай құрылды обсидиан, кездесетін Кавказда.
Кезінде затвердевании көлемі жер қыртысының уменьшался және онда басылып жүрді жарықтар мен қуыстарына. Осындай қуыс жер астында өсуі кристалдардың кедергісіз жүреді. Оларда жиі табады, шеңберлер және жақсы ограненные кристалдар кварц, пластинкалы кристалдар слюда ауданы бірнеше шаршы метр және көптеген басқалар.
Көптеген минералдар пайда из пересыщенных су ерітінділерін. Бірінші, олардың арасында атауға болады тасты тұз NaCl табылатын бірі таныс әрбір адамға минералдар. Қалыңдығы қабаттарының тас тұздары пайда болған булану кезінде судың тұзды көлдер бар, жетеді, кейбір кен орындарында бірнеше жүздеген метр.
Әрбір белгісімен тәсілі білім кристалдардың бу. Қаршалар, аязды өрнектер » терезе әйнектеріне қырау, украшающий қыста жалаңаш бұтақтар, ағаштар, білдіреді кристалдар мұз, өскен бірі-су буы.
Осылайша құрылады және кристалдар кейбір минералдар.
Мысалы, жұп ұшпа қосылыстар борного ангидрид қабырғаларында шөгіп бос және жарықтар остывающей магмы құрайды кристалдар турмалин, кейде достигающие 2-3 м ұзындығы.
Қабырғаларында кратеров «курящихся» вулкандардың үнемі түзілетін кристалдар күкірт, хлорлы аммоний, тас тұз және басқа заттар, достигающих Жер бетінің бу түрінде. Бір күні при извержении Везувия бірнеше күн буларының пайда болған жила кристалдардың гематита (Ре2О3) қалыңдығы 1 м.

Теңіз суында растворено көп түрлі тұздар. Мириады организмдер мекендеген теңіздің құрып, өз раковиналар және қаңқа бірі-көмірқышқыл кальций және кремнеземнің. Выпадая бұл тұнба, раковиналар және қаңқа қайтыс болған организмдер құрайды қуатты қабаттар деп аталатын шөгінді жыныстар. Рифтер мен тұтас аралдар мұхиттарда лестік бірі кристалликов көмірқышқыл кальций негізін құрайтын қаңқа омыртқасыз жануарлардың — маржан түймешіктерін. Қуатты қабаттар әктас жер қыртысының нәтижесі болып табылады сан ғасырлық шөгінділердің раковина, панцирей әр түрлі организмдер. Нәтижесінде, қозғалыстар жер қыртысының бөлігі әктас өте елеулі тереңдігі, онда әсерінен жоғары қысым және температура жоқ, балқу айналды мәрмәр. Мәрмәр болып табылады типтік үлгі видоизмененных — метаморфических — жыныстардың.
Кристалл әдетте символы ретінде қызмет атқарады жансыз табиғат. Алайда грань арасындағы тірі және неживым орнату өте қиын және ұғымдар «кристалл» және «өмір» емес, өзара ерекше болып табылады. Қарапайым тірі организмдер — вирустар — біріктірілуі мүмкін бұл кристалдар. Әрине, кристаллическом жай-күйі олар табу ешқандай белгілері тірі, өйткені күрделі өмірлік процестер кристалдардағы өтуі мүмкін емес. Бірақ өзгерген сыртқы жағдайларға қолайлы
(мысалы үшін вирустар болып табылады шарттар ішіндегі жасуша тірі организм), олар қозғала бастайды, көбеюге.
Ақырында, ең ғажайып. Еді, кристалл және тірі организм білдіреді мысалдар жүзеге асыру шеткі мүмкіндіктерін табиғатта. Бұл кристалда өзгеріссіз қалады өздері атомдар мен молекулалар және олардың өзара орналасуы кеңістікте тірі организмде ғана емес, жоқ қандай-да бір тұрақты құрылым орналасуы атомдар мен молекулалардың, тіпті бірде-бір сәтке емес, өзгеріссіз қалады және оның химиялық құрамы. Тіршілік процесінде ағзаның бір химиялық қосылыстар разлагаются неғұрлым қарапайым, басқа да күрделі қосылыстар синтезделінеді қарапайым.
Бірақ, барлық химиялық процестер, жатқан тірі организмде, бұл ағзаға қалады өзімен ішінде көптеген ондаған және жүздеген.
Сонымен қатар, ұрпақтары әрбір тірі ағза болып табылады таңқаларлық дәл оның көшірмесімен! Демек, жасушаларда кез келген жануарлар немесе өсімдіктер бар, онда тұрақты, өзгеріссіз, басқаруға қабілетті химиялық процестермен өтетін. Осындай жеткізуші «» бағдарламасы процестерді тірі клеткадағы қалып молекулалар дезоксирибонуклеин қышқылы деп аталатын қысқаша ДНК. Бұл молекулалар қазірдің өзінде упоминались енгізу туралы сөз болған кезде ең үлкен молекулах табиғатта.
ДНК молекулалары ғана емес, басқарады процестерді тіршілік жасушалар, бірақ көтереді туралы толық ақпарат құрылымы және дамуы бүкіл тірі ағзаның бір ғана жасушалар! Толық негіз бар деп айтуға болады молекуласы ДНК негізі болып табылады.
Қазіргі деректерге сүйенсек, ДНК молекуласы білдіреді қосарлап спираль жасалған аз санынан салыстырмалы түрде қарапайым молекулалық қосылыстар, қайталанатын қатаң белгілі бір түрі үшін белгіленген.
Диаметрі ДНК молекулалары тең 2*10-9 м, ал ұзындығы жетуі мүмкін бірнеше сантиметр. Мұндай үлкен молекулалар тұрғысынан физика қаралады ерекше түрі ретінде қатты дене — бірөлшемді апериодические кристалдар. Демек, кристалдар ғана емес, символы жансыз табиғат емес, Жер бетіндегі тіршілік негізі.
Алу және қолдану кристалдар
Монокристаллы бірқатар элементтерді және көптеген химиялық заттардың ие тамаша механикалық, электрлік, магниттік және оптикалық қасиеттері. Мысалы, алмаз қатты кез келген басқа минералдың встречающегося Жер бетінде. Кристалдары, кварц және слюда ие жанында электр қасиеттерін қамтамасыз ететін, оларға кеңінен қолдану техникасы.
Кристалдар флюорит, турмалин, исландиялық шпат, рубин және басқа да көптеген таба қолдануға дайындау кезінде оптикалық аспаптар.
Өкінішке орай, табиғатта монокристаллы көптеген заттар, сызаттарсыз, ластанулар мен басқа да ақаулары сирек кездеседі. Бұл әкелді көптеген кристалдар мыңдаған жылдар бойы адамдар деп атайды, бағалы тастармен, алмаз, рубин, сапфир, аметист және басқа да қымбат бағалы тастар ұзақ уақыт ценились адамдармен өте жоғары негізінен ерекше механикалық немесе басқа да физикалық қасиеттері, тек қана өзінің сирек.
Ғылым мен техниканы дамытуға әкелді, көптеген қымбат бағалы тастар немесе тек сирек кездесетін табиғаттағы кристалдар болды өте қажетті бөлшектерді дайындау үшін аспаптар мен машиналар, ғылыми зерттеулерді орындау үшін. Қажеттілік көптеген кристалдардағы өсті соншалық, оған қанағаттандыру есебінен ауқымын кеңейту әзірлеу ескі және іздеудің жаңа табиғи кен орындарын шықты мүмкін емес.
Сонымен қатар, көптеген салалары үшін техника, әсіресе, ғылыми зерттеулерді орындау үшін жиі қажет монокристаллы өте жоғары химиялық тазалығы тамаша кристалдық құрылымы. Кристалдар табиғатта кездесетін, осы талаптарға қанағаттандырмайды, өйткені олар өседі, өте алыс жылғы идеал.
Осылайша, міндеті туындады әзірлеу технологиясы жасанды жасау монокристалдар көптеген элементтер және химиялық қосылыстар.
Әзірлеу салыстырмалы түрде қарапайым әдісі дайындау «асыл тас» әкеледі, ол болудан қымбат. Бұл көптеген асыл тастарды болып табылады кристалдарынан тұрады кең таралған табиғатта химиялық элементтер мен қосылыстар. Мысалы, алмаз — бұл кристалл көміртегі, рубин және сапфир — кристалдар алюминий тотығы, әр түрлі қоспалармен.
Қарастырайық негізгі тәсілдері монокристалдарды өсіру. Бірінші көзқарас көрінуі мүмкін, ол жүзеге асыру кристаллизацию бірі балқыманы өте оңай. Жеткілікті қыздыру зат температурасынан жоғары балқу алуға, еру, содан кейін тоңазытқышта. Бұл дұрыс жол емес, егер арнайы шаралар, онда көп жағдайда қолыңыздан поликристаллический үлгісі. Ал егер тәжірибе жүргізу, мысалы, кварцпен, күкіртпен, селенмен, қантпен, қабілетті жылдамдығына салқындату олардың балқымалары затвердевать » кристаллическом немесе аморфном жай-күйі, онда ешқандай кепілдік жоқ, бұл алынбаса аморфное денесі.
Үшін өсіру бір монокристалл жеткіліксіз баяу салқындату. Алдымен тоңазытқышта бір шағын учаскесі балқыманы алуға және оған «құрғақ жүгері ұрығы» кристалл, содан кейін, дәйекті охлаждая еру, қоршаған орта «құрғақ жүгері ұрығы», мүмкіндік разрастись кристаллу бүкіл көлемі балқыманы. Бұл процесс қамтамасыз етуге болады баяу түсіру тигл с расплавом арқылы тесік тік құбырлы пеш. Кристалл пайда болады түбінде тигл, себебі ол бұрын түседі область одан төмен температура, содан кейін бірте-бірте елдімекен ұлғайып келеді бүкіл көлемі балқыманы. Түбі тигл арнайы жасайды тар, заостренным конус, онда еді расположиться тек бір кристалды құрғақ жүгері ұрығы (сур. 10).
Бұл тәсіл жиі қолданылады өсіру кристалдар мырыш, күміс, алюминий, мыс және басқа да металдар, сондай-ақ, хлорлы натрий, бром, калий, фторлы литий және басқа да тұздар пайдаланылатын оптикалық өнеркәсібі. Тәулігіне өсіруге болады кристалл тас тұз массасы шамамен килограмм.
Кемшілігі сипатталған әдісі болып табылады ластануы кристалдардың материалмен тигл.
Бұл кемшілік айырылуы бестигельный тәсілі өсіру кристалдардың шыққан балқыма, олар өсіреді, мысалы, корунд, (рубин, сапфиры).
Тончайший ұнтақ алюминий тотығын келген түйіршіктердің өлшемі 2-100 мкм высыпается жіңішке ағыспен бункер арқылы өтеді оттегі-водородное жалын, ериді және тамшы түрінде түседі өзегі бірі тугоплавкого материал.
Температура сырықтың қолдау бірнеше балқу температурасынан төмен алюминий тотығы (2030°С). Тамшы алюминий тотығын салқындатылады, ондағы құрайды корку спекшейся корундты масса. Сағаттық механизмі баяу (10-20 мм1ч) төмен түсіреді стержень, және онда бірте-бірте өседі емес ограненный кристалл-дегі нысан бойынша еске түсіретін перевернутую грушу, деп аталатын буля
(сур. 11).
Ретінде мен табиғат алу кристалдардың ерітіндіден азайтатын екі тәсілдері. Біріншісі баяу булану еріткіштің бірі-қаныққан ерітіндісін, ал екінші — баяу температурасының ерітіндінің. Жиі қолданады, екінші тәсіл. Еріткіш ретінде суды пайдаланады, спирттер, қышқылдар, расплавленные тұздар мен металдар. Кемшілігі әдістерін өсіру кристалдардың ерітіндіден болып табылады ластану мүмкіндігін кристалл бөлшектері еріткіш.
Кристалл өсуде сол учаскелерін пересыщенного ерітінді, оның тікелей қоршап тұр. Осының нәтижесінде жақын кристалл ерітінді көрсетіледі кем пересыщенным қарағанда, алыс оған. Өйткені пересыщенный ерітіндісі ауыр қаныққан болса, онда бетінен өсіп келе жатқан кристалл әрқашан бар бағытталған жоғары ағыны «пайдаланылған» ерітінді. Мұндай ерітіндіні араластырғанда өсуі кристалдардың тез еді тоқтап қалды. Сондықтан жиі қосымша араластырады ерітінді немесе бекітеді кристалл айналып тұрған ұстаушы (сур. 12). Бұл мүмкіндік береді өсіруге жетілген кристалдар.
Аз өсу жылдамдығы соғұрлым жақсы кристалдар алынады. Бұл ереже әділ үшін өсіру әдістері. Кристалдар қант пен ас тұзын оңай су ерітіндісін үй жағдайында. Бірақ, өкінішке орай, емес, барлық кристалдар өсіруге болады оңай. Мысалы, алу үшін кристалл кварц ерітіндіден жүреді температурасы 400°С және қысымы 1000 ат.
Қолдану кристалдар ғылым мен техникада да көп және алуан түрлі, оларды аударуға қиын. Сондықтан шектеліп бірнеше мысалдар.

Ең қатты және ең сирек табиғи минерал — алмаз. Бүкіл адамзат тарихын, оның өндірілді, барлығы 150-ге жуық т, алайда әлемдік алмазодобывающей өнеркәсіп қазір миллионға жуық адам.
Бүгін алмаз ең алдымен, тас-қызметкер емес, тас, әшекей.
80% жуық барлық өндірілетін табиғи алмастарды және барлық жасанды алмастар пайдаланылады өнеркәсіп. Рөлі алмастарды қазіргі заманғы техникада да зор, бұл есебі бойынша, американдық экономист, қолдануды тоқтату алмастарды әкелді еді азаюына қуатты өнеркәсіп АҚШ-та екі есе артты.
Шамамен 80%, қолданылатын техникасы, алмаз идет қайрауға аспаптар және кескіштер «сверхтвердых қорытпалар». Гауһар қызмет тірек тастармен (мойынтіректер) хронометрах жоғары сынып теңіз кемелері үшін және басқа да ерекше дәл навигациялық аспаптары. «Алмаз мойынтірек байқалмайды ешбір тозу тіпті кейін, 25 000 000 айналым.
Бірнеше бере отырып, алмазу бойынша қаттылығын, соревнуется онымен бірақ түрлілігі техникалық қолдану рубин — асыл корунд, алюминий тотығы Al2O3 с красящей күйдірілген хром тотығы. Әлемдік өндірісі жасанды рубинов асса, 100 г. 1 кг синтетикалық рубин мүмкін болмаса дайындауға шамамен 40 000 тірек тастарды үшін сағат. Алмастырылмайтын болып шықты рубиновые өзектер арналған фабрикаларында дайындау бойынша кездемелердің химиялық талшықтар. Дайындау үшін 1 м маталар жасанды талшықты жұмсау қажет жүздеген мың метр талшықтар. Нитеводители өзінен қатты шыны изнашиваются бірнеше күнге созу кезінде олар арқылы жасанды талшықтар, агатовые жұмыс істеуге қабілетті екі айға дейін, рубиновые нитеводители көрсетіледі іс жүзінде вечными.
Новая область кеңінен қолдану үшін рубинов ғылыми зерттеулер мен техникада ашылды өнертабысы рубинового лазер — аспаптың, онда жарық өзегі ретінде қызмет етеді күшті жарық көзі, испускаемою түрінде жұқа жарық сәуленің.
Ерекше рөлі бұйырды үлесіне кристалдардың қазіргі заманғы электрониканың. Көптеген жартылай өткізгіш электронды аспаптар матадан жасалынған кристалдардың германия немесе кремний.
Ретінде алынады асыл тастар табиғатта
және де алады, олардың жасанды
Басында қазірдің өзінде айтылған қандай да бір табиғи геологиялық үрдістер бар. Көптеген асыл тастар нәтижесінде қалыптасады процестер, талап ететін жоғары температура мен қысым.
Үшін минерал ол жақсы кристалл, оған қажет өсуі үшін жағдай, яғни, бос кеңістік. Әдетте тау жыныстары болып табылады өте тығыз, және минералдар, олардың құрылады, бар дұрыс нысаны. Мөлдір дерлік тамаша нысаны бойынша кристалдар самоцветов құрылады қуысында сызаттар және басқа да қуыс жер астында. Камераларда және занорышах пегматитов өсіп кристалдар топазов, изумруд, турмалинов, қуыстардағы кварцты өмір сүрген — кристалдар аметист, тау хрусталь және т. б. Кезде экзогенді процестерде орын алған кезде бұзылуы және выветривание тұқымды, қымбат бағалы тастар, тұрақты, қорғалады және жинақтау қыртысының желдету және россыпях. Сол арқылы олар неғұрлым қол жетімді өндіру, өйткені әлдеқайда оңай ашады минералдары борпылдақ жыныстардың қарағанда қатты.
Жасанды кристалдарды өсіру аппараттарында құрылады бірдей физика-химиялық жағдайлары үшін тән болатын табиғи процестер. Тіпті кейбір терминдер, олар ежелден пайдаланылады геологтармен және минералогами, қолданыс тапты, техникалық, тілінде, мысалы, термин «гидротермальные шарттары».
Монокристаллы бірқатар элементтерді және көптеген химиялық заттардың ие тамаша механикалық, электрлік, магниттік және оптикалық қасиеттері. Мысалы, алмаз қатты кез келген басқа минералдың встречающегося Жер бетінде. Кристалдары, кварц және слюда ие жанында электр қасиеттерін қамтамасыз ететін, оларға кеңінен қолдану техникасы.
Кристалдар флюорит, турмалин, исландиялық шпат, рубин және басқа да көптеген таба қолдануға дайындау кезінде оптикалық аспаптар.
Өкінішке орай, табиғатта монокристаллы көптеген заттар, сызаттарсыз, ластанулар мен басқа да ақаулары сирек кездеседі. Бұл әкелді көптеген кристалдар мыңдаған жылдар бойы адамдар деп атайды, бағалы тастармен. Алмаз, рубин, сапфир, аметист және басқа да қымбат бағалы тастар ұзақ уақыт ценились адамдармен өте жоғары негізінен ерекше механикалық немесе басқа да физикалық қасиеттері, тек қана өзінің сирек. Ғылым мен техниканы дамытуға әкелді, көптеген қымбат бағалы тастар немесе тек сирек кездесетін табиғаттағы кристалдар болды өте қажетті бөлшектерді дайындау үшін аспаптар. Қажеттілік көптеген кристалдардағы өсті соншалық, оған қанағаттандыру есебінен ауқымын кеңейту әзірлеу ескі және іздеудің жаңа табиғи кен орындарын шықты мүмкін емес.
Сонымен қатар, көптеген салалары үшін техника, әсіресе, ғылыми зерттеулерді орындау үшін жиі қажет монокристаллы өте жоғары химиялық тазалығы тамаша кристалдық құрылымы. Кристалдар табиғатта кездесетін, осы талаптарға қанағаттандырмайды, өйткені олар өседі, өте алыс жылғы идеал.
Осылайша, міндеті туындады әзірлеу технологиясы жасанды жасау монокристалдар.
Алғашқы әрекеттері жасанды түрде алуға тамаша минералдар адам, шақырта ертеден ақ. Орта ғасырда алхимики арқылы философиялық тасты айналдыруға тырысты қарапайым заттарды асыл тастар. Бірақ бұл талпыныстар бастап жарамсыз деп танылады құралдарымен, өйткені алхимики мүлдем атынан заңдардың құрылыстар заттар. Табыс келді кезде ғана болды, жеткілікті дәрежеде познан процесі минералообразования. Қазіргі уақытта бірқатар тәсілдерін кристалдарды өсіру.
Бастапқы зат болуы мүмкін қатты, растворенным немесе балқытылған, тіпті болуы мүмкін газ тәріздес жай-күйі. Келген 3000-нан астам минералдар бар, табиғатта, жасанды түрде алуға мүмкіндік болды бірнеше жүз.
Қиындықтар синтез қажеттілігіне байланысты өте дәл режимін сақтау кристалдарды өсіру.
Бірақ тіпті жасанды өсірілген кристалдары жиі ақаулар бар. Қазір тәжірибелер жүргізіледі кристалдарды өсіру жөніндегі ғарышта жағдайында болмас. Алғашқы тәжірибелер жүргізілген палубада ғарыш
«Салют», көрсетті, бұл бағыт барынша перспективалы болып табылады.
Барлық тамаша минералдар неғұрлым жоғары температура мен қысым үшін қажетті білім алмасты. Табиғатта олардың табады » деп аталатын кимберлитовых трубках, олар түзілетін жарылыс салдарынан газдар тереңдікте 50-ден астам км. Кимберлит білдіреді ультраосновную сортын алған атауы бойынша руднику Кимберли, Оңтүстік Африка. Температура осы тереңдіктегі құрайды 1000-1100°С, ал қысымы бірнеше ондаған атмосфералық. Бірақ осындай жоғары қысым көрсетіледі жеткіліксіз. Көрсеткендей, синтездеу, жасанды алмастарды, оларға білім беру үшін қажет шын мәнінде чудовищные қысымды он мыңдаған атмосфера. Тек осындай жағдайда көміртегі, белгілі бізге графиту, жасайды қарындаштар, ауыса алады гексагональную түрлендіруге және беруге орнына қара массасын мөлдір кристалдар. Қалай қол жеткізіледі мұндай сверхвысокие қысымды тереңдіктегі Жер? Көздейді, мысалы, бұл есебінен жүзеге асырылады тетігін кавитация жергілікті қысымның жарылыс нәтижесінде газ көпіршіктері. Полуразрушенный материал кимберлитов жарылыс кезінде үлкен күшпен өткен сайын Жер бетіне бойынша тектоническим шанамен.
Бірге алмазами » кимберлитах табады жиналатын зергерлік анар — пиропа күлгіл-қызыл және қызғылт-қызыл түсті, сондай-ақ хризолита.
Алайда, хризолит зергерлік сапасын, кем тұрақты минерал сақталады тек жаңа піскен невыветренных жыныстарда.
Алғашқы алмазоносные түтіктер жарылыс ашылып, 1870 ж. Оңтүстік Африкада.
Соңғы онжылдықта алмазные түтікшелер ашылып, бізде Якутия. Гауһар өндірілуде сондай-ақ россыпей нәтижесінде пайда болған шаю байырғы кен орындары.
Шамамен жүз жыл бұрын адамдар алғаш рет тырысты болады синтетикалық алмаз.
Бірінші сәттілік келді англичанину Ганнею 1889 жылы Ол ұсақ кристаллики алмаз кеудесдегі шойын, онда болған костное майы, литий және көміртек. Раскаленный шойын ұшыраған күрт салқындату. Осы алғашқы жасанды алмастар сақталады Британ мұражайында. Жаңа кристалдар осындай тәсілмен қазірдің өзінде ешкімге алмады, дегенмен, әрекет аз жұмыс жасалған жоқ.
Алу алмастың қарапайым көмір көрінген уақытта мүлдем фантастикалық. Естеріңізде болсын батырлардың бірінің әңгімесінен Герберт Уэллса? Ол наполнял болат цилиндр графитовой қоспасымен пен жарылғыш зат жасырған жігіт тұтқындалды және нагревал оны жағу. Содан кейін екі жылдың мәжбүр остывать үшін кристалдар гауһар қол жеткіздік елеулі мөлшерін. Қалай деп жазады Г. Уэллс: «Мен беруге шешім қабылдады остывать менің аппаратураға екі жыл үшін, температурасы төмендеген болса, бірте-бірте. Соңындағы менің тоқтатты қолдап, от. Мен извлек цилиндр және вскрыл соң, ол тағы да ыстық, обжигал маған қолын выскреб сондай-ақ хрупкую лавообразную массасын және размельчил оны балғамен арналған шойын плита. Мен тауып үш ірі және бес ұсақ алмаз». Әрине, бұл алу тәсілі алмастарды мүлдем фантастикалық, мен гауһар жолмен алуға болмайды.
Тек XX ғасырдың ортасында в. фантастика шындыққа айналды. 1955 жылы әзірленіп, арнайы аппаратура жасайтын қысымы ондаған және жүздеген мың атмосфералық температурада 1200-1500°С. 1960 ж. шілдедегі пленумында
КОКП ОК хабарланды алу туралы синтетикалық алмаз КСРО. Кеңестік жасанды алмаз маркалы ӨЗІ (синтетикалық алмаз монокристальный) 1965 ж. шығарылады өнеркәсіптік мөлшерде. Гауһар алады графит ұнтағын, аралас с никелем. Қоспасы прессуется түріндегі шағын дискілер, өлшемі 2-3 см, кейін олар қызып температураға дейін 2000-3000°С дейін қысым кезінде 10* 109 Па. Мұндай шын мәнінде керемет жағдайында графит айналады алмаз. Әрине, салу алдында осындай күрделі қондырғылар, көшу процесі графит алмаз зерттелді теориялық. Негізге ала отырып, термодинамикалық қасиеттерін қатар және басқа минералдың есептелген теориялық қисық өту графит — алмаз.

Мәтіннен кристалдар тығыз метаморфических немесе магмалық жыныстардың өте қиын, сондықтан да негізгі мәні өндіру үшін, рубин және сапфир бар қалдық және россыпные месторождения.
Жасанды рубин алғаш рет алынды басында біздің ғасыр шағын зертханалар төңірегіндегі Париж. Көрнекті кеңестік минералог А. Е.
Ферсман де описывал бұл зертхананы 1936 ж. «тыныш көшеге захолустного қалашығының шамамен Париж кішкентай грязненькая зертханасы. Тығыз үй-жайда арасында булар мен накаленной атмосфераның үстелдерде бірнеше цилиндрлі аспаптарды көк окошечками. Олар арқылы химик қадағалайды, бұл пеш реттейді жалын, газ ағыны, саны выдуваемого ақ ұнтақ.
Арқылы қысқа мерзім ішінде 5-6 сағ, ол тоқтатады пеш және тоненького қызыл стерженька алып тастайды қызыл мөлдір грушу,..». Бұл алу тәсілі жасанды рубин белгілі деп аталатын «әдісі профессор
Вернейля». Ұнтақ алюминий оксиді үздіксіз түседі аймағына пеш, онда жану сутегі әдемілейді. Кезінде жағдайды жоғары температурада ұнтақ ериді. Тамшы балқытылған массаны құлайтын төмен құлап кішкентай кристаллик рубин, орналастырылады мындасыз ретінде таңғы ас. «Затравке кристалданады мөлдір «булька» — грушевидный монокристалл рубин, ол бірте-бірте өсіп. Ресейде қазіргі уақытта жұмыс істейтін аппараттар жүйесін Попова мүмкіндік беретін синтетикалық монокристаллы рубин түрінде өзектердің диаметрі 2-4 см және ұзындығы 2 м. Ең жаңа әдіспен алу жасанды рубин және сапфир әдісі болып табылады диффузиялық балқыту бірте-бірте вытесняющий әдісі
Вернейля.
Қызыл бояу жасанды рубин сонда есебінен қоспалар хром оксиді. Қосылған кезде ұнтақтан күніне глинозем басқа да заттар алады көк бояуға, сапфир немесе қызғылт-сары, сары, жасыл, қызғылт, күлгін бояу, олар табиғатта жоқ. Жасанды лағыл және сапфиры таза, прозрачнее және арзан табиғи. Олар кеңінен қолданылады зергерлік бұйымдар.
Тұтас тобы асыл тастарды (топаз, аквамарин, изумруд, турмалин, аметист, тау хрусталь және т. б.) табиғи жағдайларда байланысты пегматитовыми және гидротермальными білімді. Өсуі кристалдардың мұндай жағдайларда жүреді, қуыс жер астында, тау жыныстарының. Ол осы бос кеңістік жетуі мүмкін бірнеше ондаған текше метр, бірақ, әдетте, олардың көлемі аспайды бірнеше текше дециметров. Қуыстарына құрылады әсерінен әр түрлі геологиялық себептерін және минералогия бар әр түрлі атаулары: камера, заморыши, жеоды, бадамша без және т. б. Кристалдар осы қуыс жер астында омываются, ыстық гидротермальными ерітінділермен бар әр түрлі заттар. Әдетте, мұндай қуыс жер астында өседі емес, бірен-саран кристалдар, тұтас, олардың отбасы, олар деп аталады друзами. Айтамыз, мысалы, қалай құрылады, табиғатта изумруды, олар әлі алынған жасанды. Кен изумруд, әдетте, байланысты пегматитами, зергерлік кристалдар қалыптасады камераларда жүргізіледі. Белгілі сондай-ақ, кен орнын изумруд » метаморфических жыныстарда, қайта өңделген бериллиеносными ерітінділермен. Өйткені, игілікті қара-жасыл бояу изумруда түсіндіріледі қатысуымен » минерале хром, қажет бұл элемент ұсталған бұл тұқым үлкен мөлшерде. Әйтпесе орнына изумруда құрылады кәдімгі берилл. Сондықтан кен орнын изумруд көбінесе жатады арасында ультраосновных жыныстарының, бай хроммен, темірмен, магниймен және басқа да элементтері. Мысалы, кен орындарын бола алады атақты аударылған Орал. Белгілі кен орындары изумруда Колумбияда пайда болған төменгі температураларда 100 – 1800 С нәтижесінде просачивания минералообразующих растворов арқылы әктас және шөгінділер изумруд қуысында пайда болған кезде еріту әктастарды ыстық ерітінділермен.
Осы топ керемет минералдардың ең, игерілді жасанды алу тау хрусталь. Қазір біздің елімізде барлық дерлік түрлері аппаратураны пайдаланатын тау кристалы (кварц), жұмыс істейді синтетикалық кристалдардағы. Жасанды кристалдар тау хрусталь алады гидротермальных. Бұл сөз «гидротермальные» біз употребляли сипаттау кезінде, табиғи жағдайлар білім беру минералдар. Ол пайдаланылады және техника белгілеу үшін алу шарттарын кристалл «ыстық су».
Кристалдар өсіреді арнайы құбырларда — автоклавтарда биіктігі бірнеше метр. Автоклавтар дайындайды тот баспайтын болаттан жоғары легірленген болатты және жабады ішінен күміспен. Бұл үшін құбырда пайда болған жоқ тат, ол түскенде өсіп келе жатқан кристалл кварц тудыруы мүмкін түрлі қолайсыз ақаулар монокристалла. Төменгі бөлігін құбырлар орналастырылады кварц құмы, ол арқылы просачивается су қоспалар сілтілер. Процесс жүреді, температурасы бірнеше жүз градус және қысым жоғары. Осы жағдайларда кремнезем ериді, суда байытылған ерітінді кремнеземнің суда омывает кішкентай затравочный кристалл кварц, помещенный жоғарғы бөлігінде автоклав. Кристалл өсуде автоклавта бірнеше ай, ал аса таза кристалдар өседі.
Технологиясының талаптары өте жоғары: температуралық режим, мысалы, өзгеруі мүмкін емес, тіпті үлесін градус бойы өсу кристалл. Мұндай жағдайларда өсіреді кристалдар тау хрусталь салмағы 15 кг.
Жасай отырып аспап өсіруге арналған жасанды жасалған, адам белгілі бір дәрежеде пайдаланды зерделеу кезінде алынған білімдер табиғат жағдайларының білім минералдың, және бұл табиғи жағдайлары жасанды воссоздал автоклавта.
Ал басқа топ кремний оксидінің (IV) — асыл опалы және агаты ерекшеленеді қарапайым кварц айтарлықтай судың құрамы. Бұл кристалды емес колломорфные минералдар қалыптасады мүлдем басқа жағдайда. Табиғатта олар есебінен құрылады кремнистого гель, отлагается қуыс жер астында лава — қатып қалған массаны, ол құрылады извержениях вулкандардың. Бұл жыныстар деп аталады вулканическими, немесе эффузивными. Жоғалту кремнеземнің кеудесдегі және қуыс жер астында вулканических жыныстарының байланысты температураның төмендеуіне кремнистого гель 100-ге дейін-кем дегенде 1500 С. Кен орнының асыл опала кездеседі, сондай-ақ ежелгі корах желмен мүжілген. Көздейді, нәтижесінде булану жер асты суларының әсерінен құрғақ климат болды увеличивание концентрациясы кремнеземнің және түсуіне, оның шамамен бетінің
Жер. Осы типке жатады негізгі кен орындары асыл опала»
Австралия.
Жақында ғана, біз ештеңе білмейтін туралы жасанды опале. Бірақ міне, келді хабар, француз химик Гилсон синтезировал шығарды халықаралық нарыққа ақ және қара асыл синтетикалық опалы ие барлық сыртқы белгілері, свойственными табиғи мейірімді опалам және, бірінші кезекте, ирризацией. Тіпті мамандар бойынша қымбат бағалы тастар қиындайды ажырата білу, алынған синтетикалық опалы табиғи.
Өндіру технологиясы жасанды опалов әзірге құпия болып қалып отыр өнертапқыш.
Тізімі бағалы металдар мен асыл тастардан алатын жасанды, барлық уақытта өсуде.
Ресейлік ғалымдар оқырмандар тағы бір құпиясы-табиғат – алу аметист
– тау хрусталь тығыз күлгін түсті. Аметисты өсіреді сияқты кварц кристалдар. Содан кейін кристалдар облучают (-ортасында шұғылалы күн реакторларда. Әсерінен сәулелену, кристалда пайда болып, әр-түрлі ақаулар және негіздейді, оның күлгін түсі. Бұл жағдайда бояу аметист көздемейді араласқан қандай да бір басқа элементтерді бар басқа да себептері.
Сөзсіз, тағы, және кез келген кристалдар қымбат бағалы тастар мен басқа да тамаша минералдар алынуы мүмкін жасанды жолмен.
Біз қарастырып табиғи және жасанды жағдайлар білім беру асыл тастар. Алайда тағы бір топ минералдар туралы біз айта алмаймыз бірде сөздер: олар бар табиғат. Бұл минералдар құрылған адам зертханалық жағдайларда. Бірнеше жыл бұрын зергерлік дүкендерде пайда болды бұйымдар керемет мөлдір асыл тастармен, түрлі-түсті. Сұлулық бойынша олар кем түспейді бриллиантам. Бұл жасанды тастар аталды фианитами құрметіне орындары олардың туған Физикалық институтының ғылым Академиясының П. Н. Лебедева (ФИАН). Құрамы бойынша феаниты қоспасын білдіреді оксидтерінің цирконий және гафний. Фианиты жарушылар үшін халық шаруашылығының түрлі салалары бойынша: оптика, электроника, өндіріс лазерлер, зергерлік бұйымдар. Басқа белгілі жасанды минерал, кеңінен пайдаланылатын зергерлік істе, — гранатит – алюминий — иттриевый анар. Жаңа минералдар боялады түрлі түсті көмегімен хромофор, және олар тамаша имитируют асыл тастар.
Шеңбер жасанды асыл тастар, қолданылатын зергерлік істе
(гемологии), үнемі кеңеюде. Қазіргі гемология пайдаланады көптеген синтетикалық минералдар: изумруды, шпинели, гранаталар, рубин, сапфиры, имитацию жада және басқа да көптеген.
Көптеген ғасырлар, тіпті мыңжылдықтар употреблялись тамаша минералдар ретінде әшекейлер, және адамдар тіпті сезіктенбейтін, қандай орасан зор жасырын мүмкіндіктері таятся, мысалы, бриллиантовом ожерелье мойында у зайырлы ханымдар немесе рубиновом перстне арналған саусақ өлген жылдары көрсетілді. Бірақ жылдар өтті, қарқынды дамуы ғылым мен техниканың вовлекало өндіріс саласына жаңа материалдар, және тағы бір қасиеттерін айқындап берген драгоценность минералдардың қалсаңыз, мүлдем қажетті техника. Белгілі болғаны, мысалы, көмегімен рубинового лазердің болады үлкен дәлдікпен өлшеуге дейінгі арақашықтық
Жер Ай. Ең бағалы тастар — алмаз — қазіргі уақытта техникалық таспен қарағанда, таспен сұлулық. Diamonds үшін пайдаланады тегістеу, кесу, арнайы айлабұйымдардың көмегімен — бұрғылау коронок, усаженных алмазами, сверлят Жер іздеп, пайдалы қазбалар. Бейнелеп айтқанда, уақытта алмаз корон — настали уақытта алмазных коронок.
Электротехника, оптика, радиотехника, әскери іс, дәл механика және көптеген басқа салалары халық шаруашылығының бағалары қымбат бағалы тастар, мүлдем олардың сұлулық, атап айтқанда, олардың эамечательных қасиеттері.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *