REAL FIZICĂ
Conform proprietăților lor fizice și structurii moleculare, solidele sunt împărțite în două clase - corpuri amorfe și cristaline. O caracteristică caracteristică a corpurilor amorfe este izotropia lor. adică independența tuturor proprietăților fizice (mecanice, optice etc.) din direcție. Moleculele și atomii din solurile izotropice sunt localizate haotic, formând doar grupe locale mici care conțin mai multe particule (ordine cu rază scurtă).
Prin structura lor, corpurile amorfe sunt foarte aproape de lichide. Exemple de corpuri amorfe sunt sticla, diverse rășini întărite (chihlimbar), materiale plastice etc. Dacă corpul amorf este încălzit, acesta se înmoaie treptat, iar trecerea la starea lichidului ocupă un domeniu considerabil de temperatură. În corpurile cristaline, particulele sunt aranjate într-o ordine strictă, formând structuri periodice repetate periodic în întregul volum al corpului. Pentru o reprezentare vizuală a unor astfel de structuri, sunt utilizate laturile spațiale cristaline. în nodurile din care sunt situate centrele atomilor sau moleculelor substanței date.
Cel mai adesea, rețeaua cristalină este construită din ioni (încărcați pozitiv și negativ) ai atomilor care fac parte din molecula unei substanțe date. De exemplu, rețeaua de sare de masă conține ioni Na + și Cl -. care nu sunt combinate în perechi în molecule de NaCl (Figura 1). Astfel de cristale se numesc cristale ionice.
Figura 1. Rețea de cristal de sare de masă.
În fiecare latură spațială este posibil să se facă distincția între un element structural de dimensiune minimă, numit celulă elementară. Întreaga rețea de cristal poate fi construită prin transferul (translația) paralel al celulei unității în anumite direcții. Sa demonstrat teoretic că pot exista 230 structuri diferite de cristal spațial. Cele mai multe dintre ele (dar nu toate) se găsesc în natură sau sunt create artificial. Grilele cristaline ale metalelor au adesea forma unei prisme hexagonale (zinc, magneziu), un cub centrat pe fata (cupru, aur) sau un cub centrat pe corp (fier).
Corpurile cristaline pot fi simple cristale și policristaline. Corpurile policristaline constau din mai multe cristale mici, orientate în stil haotic, numite cristalite. Monocristalele mari se găsesc rar în natură și în tehnologie. Cel mai adesea, corpurile solide cristaline, inclusiv cele obținute artificial, sunt policristaline. Spre deosebire de monocristale, corpurile policristaline sunt izotropice, adică proprietățile lor sunt identice în toate direcțiile. Structura policristalină a unui solid poate fi detectată cu ajutorul unui microscop și, uneori, poate fi văzută cu ochiul liber (fontă).
Structurile cu cristale cristaline sunt studiate experimental prin difracție de raze X pe probe singulare sau în probe policristaline. În Fig. 2 prezintă exemple de laturi simple de cristal. Trebuie amintit faptul că particulele din cristale sunt împachetate dens, astfel încât distanța dintre centrele lor este aproximativ egală cu dimensiunea particulelor. Imaginea grilelor de cristal indică numai poziția centrelor de particule.
Figura 2. Grile cristalice simple: 1 - o rețea simplă cubică; 2 - zăbrele cubice centrate pe față; 3 - zăbrele cubice centrate pe corp; 4 - zăbrele hexagonale.
Într-o rețea simplă cubică, particulele sunt situate la vârfurile cubului. Într-o lattice centrat pe față, particulele sunt situate nu numai la vârfurile cubului, ci și la centrele fiecărei fețe. Cel prezentat în Fig. 1 grătarul sare de masă constă din două laturi imbricate, orientate spre față, constând din Na + și Cl-. Într-o rețea cubică centrată pe corp, o particulă suplimentară este localizată în centrul fiecărei celule cubice elementare. Structurile cristaline ale metalelor au o trăsătură importantă. Ionii metalici încărcați pozitiv, care formează o latură de cristal, sunt păstrați aproape de pozițiile de echilibru prin forțe de interacțiune cu un "gaz de electron liber" (figura 3). Gazul electronic se formează datorită unuia sau mai multor electroni date de fiecare atom. Electronii liberi se pot rătăci în tot volumul cristalului.
Figura 3. Structura cristalului metalic.