Hangi cisimlere kristal ve amorf denir. Amorf ve kristal cisimler, özellikleri

Ayrıntılar Kategori: Moleküler-kinetik teori Yayınlandı 11/14/2014 17:19 Görüntüleme: 16390

Katılarda parçacıklar (moleküller, atomlar ve iyonlar) birbirine o kadar yakın yerleştirilmiştir ki, aralarındaki etkileşim kuvvetleri onların birbirinden ayrılmasına izin vermez. Bu parçacıklar yalnızca denge konumu etrafında salınım hareketleri gerçekleştirebilirler. Bu nedenle katılar şeklini ve hacmini korur.

Katılar moleküler yapılarına göre ikiye ayrılır. kristalimsi Ve amorf .

Kristal cisimlerin yapısı

Kristal hücre

Kristal, katılar, moleküller, atomlar veya iyonların kesin olarak tanımlanmış bir geometrik düzende düzenlenerek uzayda bir yapı oluşturduğu anlamına gelir. kristal kafes . Bu düzen, üç boyutlu uzayda her yönde periyodik olarak tekrarlanır. Uzun mesafelerde varlığını sürdürür ve uzayla sınırlı değildir. O aradı uzun bir yoldan .

Kristal kafes türleri

Kristal kafes, parçacıkların bir kristalde nasıl düzenlendiğini hayal etmek için kullanılabilecek matematiksel bir modeldir. Bu parçacıkların uzayda bulunduğu noktaları zihinsel olarak düz çizgilerle birleştirerek bir kristal kafes elde ederiz.

Bu kafesin bölgelerinde bulunan atomlar arasındaki mesafeye denir. Kafes parametresi .

Düğümlerde hangi parçacıkların bulunduğuna bağlı olarak kristal kafesler moleküler, atomik, iyonik ve metalik .

Kristalin cisimlerin erime noktası, elastikiyet ve dayanıklılık gibi özellikleri kristal kafesin tipine bağlıdır.

Sıcaklık, katının erimesinin başlayacağı bir değere yükseldiğinde kristal kafes tahrip olur. Moleküller daha fazla özgürlük kazanır ve katı kristalli madde sıvı aşamaya geçer. Moleküller arasındaki bağlar ne kadar güçlü olursa erime noktası da o kadar yüksek olur.

Moleküler kafes

Moleküler kafeslerde moleküller arasındaki bağlar güçlü değildir. Bu nedenle normal koşullar altında bu tür maddeler sıvı veya gaz halindedir. Katı hal onlar için yalnızca düşük sıcaklıklarda mümkündür. Erime noktaları (katıdan sıvıya geçiş) de düşüktür. Ve normal koşullar altında gaz halindedirler. Örnekler arasında iyot (I2), “kuru buz” (karbon dioksit CO2) yer alır.

Atomik kafes

Atomik kristal kafesi olan maddelerde atomlar arasındaki bağlar güçlüdür. Bu nedenle maddelerin kendisi çok serttir. Yüksek sıcaklıklarda erirler. Silikon, germanyum, bor, kuvars, bazı metallerin oksitleri ve doğadaki en sert madde olan elmas kristal atomik bir yapıya sahiptir.

İyonik kafes

İyonik kristal kafesli maddeler arasında alkaliler, çoğu tuz ve tipik metallerin oksitleri bulunur. İyonların çekici kuvveti çok güçlü olduğundan bu maddeler ancak çok yüksek sıcaklıklarda eriyebilir. Bunlara refrakter denir. Yüksek mukavemet ve sertliğe sahiptirler.

Metal ızgara

Tüm metallerin ve alaşımlarının sahip olduğu metal kafesin düğümlerinde hem atomlar hem de iyonlar bulunur. Bu yapı sayesinde metaller iyi işlenebilirlik ve sünekliğe, yüksek ısı ve elektrik iletkenliğine sahiptir.

Çoğu zaman, kristal şekli düzenli bir çokyüzlüdür. Bu tür çokyüzlülerin yüzleri ve kenarları belirli bir madde için her zaman sabit kalır.

Tek kristale denir tek kristal . Düzenli bir geometrik şekle ve sürekli bir kristal kafese sahiptir.

Doğal tek kristallerin örnekleri elmas, yakut, kaya kristali, kaya tuzu, İzlanda spar'ı, kuvarstır. Yapay koşullar altında, çözeltilerin soğutulması veya belirli bir sıcaklığa eritilmesiyle kristal formunda katı bir madde onlardan izole edildiğinde kristalleştirme işlemi yoluyla tek kristaller elde edilir. Yavaş bir kristalleşme hızıyla bu tür kristallerin kesimi doğal bir şekle sahiptir. Bu şekilde özel endüstriyel koşullar altında yarı iletken veya dielektriklerin tek kristalleri elde edilir.

Rastgele bir araya gelen küçük kristallere denir polikristaller . Polikristalin en açık örneği granit taşıdır. Tüm metaller aynı zamanda çok kristallidir.

Kristal cisimlerin anizotropisi

Kristallerde parçacıklar farklı yönlerde farklı yoğunluklarda bulunur. Atomları kristal kafesin yönlerinden birine düz bir çizgiyle bağlarsak, aralarındaki mesafe bu yön boyunca aynı olacaktır. Başka herhangi bir yönde atomlar arasındaki mesafe de sabittir, ancak değeri zaten önceki durumdaki mesafeden farklı olabilir. Bu, farklı büyüklükteki etkileşim kuvvetlerinin atomlar arasında farklı yönlerde etki ettiği anlamına gelir. Dolayısıyla maddenin bu yönlerdeki fiziksel özellikleri de farklılık gösterecektir. Bu fenomene denir anizotropi - Maddenin özelliklerinin yöne bağımlılığı.

Kristalin bir maddenin elektriksel iletkenliği, ısıl iletkenliği, elastikiyeti, kırılma indisi ve diğer özellikleri kristaldeki yöne bağlı olarak değişir. Elektrik akımı farklı yönlerde farklı şekilde iletilir, madde farklı şekilde ısıtılır ve ışık ışınları farklı şekilde kırılır.

Polikristallerde anizotropi olgusu gözlenmez. Maddenin özellikleri her yönde aynı kalır.

Tüm cisimlerin ve maddelerin bulunduğu çeşitli toplanma durumları vardır. Bu:

sıvı;
plazma;
sağlam.

Gezegenin ve uzayın bütününü düşünürsek, maddelerin ve cisimlerin çoğu hâlâ gaz ve plazma halindedir. Bununla birlikte, Dünya'nın kendisinde katı parçacıkların içeriği de önemlidir. Şimdi onlar hakkında konuşacağız, kristal ve amorf katıların ne olduğunu öğreneceğiz.

Kristal ve amorf cisimler: genel kavram

Tüm katı maddeler, cisimler, nesneler geleneksel olarak aşağıdakilere ayrılır:

kristal;
amorf.

Aralarındaki fark çok büyük çünkü bölünme yapının işaretlerine ve ortaya çıkan özelliklere dayanıyor. Kısacası, katı kristalli maddeler, belirli bir tür uzaysal kristal kafesine sahip olan, yani belirli bir yönde değişme yeteneğine sahip olan, ancak tamamında olmayan (anizotropi) maddeler ve cisimlerdir.

Amorf bileşikleri karakterize edersek, onların ilk özelliği fiziksel özellikleri aynı anda her yöne değiştirebilme yeteneğidir. Buna izotropi denir.

Kristal ve amorf cisimlerin yapısı ve özellikleri tamamen farklıdır. Eğer ilki uzayda düzenli olarak konumlanmış parçacıklardan oluşan açıkça sınırlı bir yapıya sahipse, o zaman ikincisi herhangi bir düzenden yoksundur.

Katıların Özellikleri

Ancak kristal ve amorf cisimler tek bir katı grubuna aittir; bu da onların belirli bir toplanma durumunun tüm özelliklerine sahip oldukları anlamına gelir. Yani bunların ortak özellikleri şu şekilde olacaktır:

Mekanik - esneklik, sertlik, deforme olma yeteneği.
Termal - kaynama ve erime noktaları, termal genleşme katsayısı.
Elektriksel ve manyetik - termal ve elektriksel iletkenlik.

Dolayısıyla ele aldığımız devletler bu özelliklerin tamamına sahiptir. Sadece kendilerini amorf cisimlerde kristalin olanlardan biraz farklı gösterecekler.

Endüstriyel amaçlar için önemli özellikler mekanik ve elektrikseldir. Deformasyondan kurtulma veya tam tersine ufalanıp öğütülebilme yeteneği önemli bir özelliktir. Ayrıca bir maddenin elektrik akımını iletip iletemeyeceği de önemlidir.

Kristal yapı

Kristal ve amorf cisimlerin yapısını tanımlarsak, öncelikle onları oluşturan parçacıkların türünü belirtmeliyiz. Kristaller söz konusu olduğunda bunlar iyonlar, atomlar, atom iyonları (metallerde), moleküller (nadiren) olabilir.

Genel olarak bu yapılar, maddeyi oluşturan parçacıkların düzenlenmesi sonucu oluşan, kesin olarak sıralanmış bir mekansal kafesin varlığı ile karakterize edilir. Bir kristalin yapısını mecazi olarak hayal ederseniz, şöyle bir şey elde edersiniz: atomlar (veya diğer parçacıklar) birbirinden belirli mesafelerde bulunur, böylece sonuç, gelecekteki kristal kafesin ideal bir temel hücresi olur. Daha sonra bu hücre defalarca tekrarlanır ve genel yapı bu şekilde gelişir.

Ana özellik, bu tür yapılardaki fiziksel özelliklerin her yöne değil paralel olarak değişmesidir. Bu olaya anizotropi denir. Yani kristalin bir kısmını etkilerseniz ikinci taraf buna tepki vermeyebilir. Yani yarım parça sofra tuzunu doğrayabilirsiniz, ancak ikincisi bozulmadan kalacaktır.

Kristal türleri

İki tür kristal belirlemek gelenekseldir. Birincisi monokristal yapılardır, yani kafesin kendisi 1 olduğunda. Bu durumda kristal ve amorf cisimlerin özellikleri tamamen farklıdır. Sonuçta tek bir kristal saf anizotropi ile karakterize edilir. En küçük yapıyı, yani temel yapıyı temsil eder.

Tek kristaller birçok kez tekrarlanıp tek bir bütün halinde birleştirilirse polikristalden bahsediyoruz demektir. O zaman anizotropiden bahsetmiyoruz çünkü birim hücrelerin yönelimi genel düzenli yapıyı ihlal ediyor. Bu bakımdan polikristaller ve amorf cisimler fiziksel özellikleri bakımından birbirine yakındır.

Metaller ve alaşımları

Kristal ve amorf cisimler birbirine çok yakındır. Örnek olarak metalleri ve alaşımlarını alarak bunu doğrulamak kolaydır. Normal koşullar altında kendileri katı maddelerdir. Ancak belirli bir sıcaklıkta erimeye başlarlar ve tam kristalleşme gerçekleşene kadar esnek, kalın, viskoz bir kütle halinde kalırlar. Ve bu zaten vücudun amorf bir halidir.

Bu nedenle, kesin olarak konuşursak, hemen hemen her kristalli madde belirli koşullar altında amorf hale gelebilir. Tıpkı ikincisi gibi, kristalleşmenin ardından düzenli bir uzaysal yapıya sahip bir katı haline gelir.

Metaller farklı türde uzaysal yapılara sahip olabilir; bunların en ünlüsü ve üzerinde çalışılanları şunlardır:

Basit kübik.
Yüz merkezli.
Hacim merkezli.

Kristal yapı bir prizma veya piramite dayanabilir ve ana kısmı şu şekilde temsil edilir:

üçgen;
paralelkenar;
kare;
altıgen.

Basit düzenli kübik kafese sahip bir madde ideal izotropik özelliklere sahiptir.

Amorfizm kavramı

Kristal ve amorf cisimlerin dışarıdan ayırt edilmesi oldukça kolaydır. Sonuçta, ikincisi sıklıkla viskoz sıvılarla karıştırılabilir. Amorf bir maddenin yapısı aynı zamanda iyonlara, atomlara ve moleküllere dayanmaktadır. Ancak düzenli, katı bir yapı oluşturmazlar ve bu nedenle özellikleri her yöne değişir. Yani izotropiktirler.

Parçacıklar kaotik ve rastgele bir şekilde düzenlenmiştir. Sadece bazen, sergilenen genel özellikleri etkilemeyen küçük lokuslar oluşturabilirler.

Benzer cisimlerin özellikleri

Kristallerinkilerle aynıdırlar. Farklılıklar yalnızca her bir organın göstergelerindedir. Örneğin amorf cisimlerin aşağıdaki karakteristik parametrelerini ayırt edebiliriz:

esneklik;
yoğunluk;
viskozite;
süneklik;
iletkenlik ve yarı iletkenlik.

Bağlantıların sınır durumlarını sıklıkla bulabilirsiniz. Kristal ve amorf cisimler yarı amorf hale gelebilir.

Ayrıca ilginç olan, söz konusu durumun keskin bir dış etki altında kendini gösteren özelliğidir. Böylece amorf bir cisim keskin bir darbeye veya deformasyona maruz kalırsa polikristal gibi davranıp küçük parçalara ayrılabilir. Ancak bu parçalara biraz zaman verirseniz kısa sürede tekrar birleşerek viskoz bir sıvı haline dönüşeceklerdir.

Bileşiklerin belirli bir durumu, faz geçişinin meydana geldiği belirli bir sıcaklığa sahip değildir. Bu süreç, bazen onlarca yıl boyunca bile büyük ölçüde uzatılır (örneğin, düşük yoğunluklu polietilenin ayrışması).

Amorf madde örnekleri

Bu tür maddelerin birçok örneği vardır. En bariz ve sık karşılaşılanlardan birkaçını özetleyelim.

Çikolata tipik amorf bir maddedir.
Reçineler, fenol-formaldehit dahil, tüm plastikler.
Amber.
Herhangi bir kompozisyonun camı.
Zift.
Katran.
Balmumu ve diğerleri.

Çok yavaş kristalleşmenin, yani sıcaklığın düşmesiyle çözeltinin viskozitesinin artmasının bir sonucu olarak amorf bir gövde oluşur. Bu tür maddeleri katı olarak adlandırmak genellikle zordur; bunların viskoz, koyu sıvılar olarak sınıflandırılması daha olasıdır.

Katılaşma sırasında hiç kristalleşmeyen bileşiklerin özel bir durumu vardır. Bunlara gözlük denir ve durumu camsıdır.

Camsı maddeler

Kristal ve amorf cisimlerin özellikleri, ortak bir köken ve tek bir iç doğa nedeniyle, öğrendiğimiz gibi benzerdir. Ancak bazen maddelerin camsı adı verilen özel bir durumu da onlardan ayrı olarak kabul edilir. Bu, uzaysal kafesler oluşturmadan kristalleşen ve sertleşen homojen bir mineral çözeltisidir. Yani özelliklerdeki değişiklikler açısından daima izotropik kalır.

Örneğin sıradan pencere camının kesin bir erime noktası yoktur. Sadece bu gösterge arttığında yavaş yavaş erir, yumuşar ve sıvı hale gelir. Etki durdurulursa süreç tersine dönecek ve katılaşma başlayacak, ancak kristalleşme olmayacak.

Bu tür maddeler oldukça değerlidir; cam bugün dünya çapında en yaygın ve aranan yapı malzemelerinden biridir.

Sıvı gibi ama aynı zamanda formda. Çoğunlukla kristal halindedirler.
Kristaller- bunlar, atomları veya molekülleri uzayda belirli, düzenli konumları işgal eden katı cisimlerdir. Bu nedenle kristallerin kenarları düzdür. Örneğin, sıradan bir sofra tuzu tanesinin birbiriyle dik açı oluşturan düz kenarları vardır ( Şekil 12.1).

Bu, tuzu bir büyüteçle inceleyerek görülebilir. Ve bir kar tanesinin şekli geometrik olarak ne kadar doğrudur! Aynı zamanda kristalin bir katı buzun iç yapısının geometrik doğruluğunu da yansıtır ( Şekil 12.2).

Kristallerin anizotropisi. Ancak doğru dış şekil, kristalin düzenli yapısının tek ve hatta en önemli sonucu değildir. Asıl şey şu kristalin fiziksel özelliklerinin kristalde seçilen yöne bağımlılığı.
Öncelikle kristallerin farklı yönlerdeki farklı mekanik mukavemetleri dikkat çekicidir. Örneğin, bir mika parçası tek yönde ince plakalara kolayca pul pul dökülür ( Şekil 12.3), ancak plakalara dik yönde kırmak çok daha zordur.

Bir grafit kristali aynı zamanda tek yönde kolayca pul pul dökülür. Kurşun kalemle yazdığınızda bu delaminasyon sürekli olarak meydana gelir ve kağıdın üzerinde ince grafit katmanları kalır. Bunun nedeni grafit kristal kafesinin katmanlı bir yapıya sahip olmasıdır. Katmanlar, karbon atomlarından oluşan bir dizi paralel ağdan oluşur ( Şekil 12.4). Atomlar düzgün altıgenlerin köşelerinde bulunur. Katmanlar arasındaki mesafe nispeten büyüktür - altıgenin kenar uzunluğunun yaklaşık 2 katı, dolayısıyla katmanlar arasındaki bağlar, içlerindeki bağlardan daha az güçlüdür.

Birçok kristal ısıyı ve elektriği farklı yönlerde farklı şekilde iletir. Kristallerin optik özellikleri aynı zamanda yöne de bağlıdır. Böylece bir kuvars kristali, üzerine gelen ışınların yönüne bağlı olarak ışığı farklı şekilde kırar.
Fiziksel özelliklerin kristalin içindeki yöne bağımlılığına denir. anizotropi. Tüm kristal cisimler anizotropiktir.
Tek kristaller ve polikristaller. Metaller kristal yapıya sahiptir. Günümüzde ağırlıklı olarak alet, çeşitli makine ve mekanizmaların imalatında kullanılan metallerdir.
Nispeten büyük bir metal parçası alırsanız, ilk bakışta kristal yapısı, ne bu parçanın görünümünde ne de fiziksel özelliklerinde hiçbir şekilde görünmez. Normal hallerindeki metaller anizotropi göstermezler.
Buradaki nokta, metalin genellikle birbirine kaynaşmış çok sayıda küçük kristalden oluşmasıdır. Mikroskop altında veya hatta bir büyüteçle, özellikle taze bir metal kırığı üzerinde onları görmek kolaydır ( Şekil 12.5). Her kristalin özellikleri yöne bağlıdır, ancak kristaller birbirlerine göre rastgele yönlenmiştir. Sonuç olarak, tek tek kristallerin hacminden önemli ölçüde daha büyük bir hacimde, metallerin içindeki tüm yönler eşittir ve metallerin özellikleri tüm yönlerde aynıdır.

Çok sayıda küçük kristalden oluşan katılara denir çok kristalli. Tek kristallere denir tek kristaller.
Büyük önlemler alınarak büyük bir metal kristali, tek bir kristal elde etmek mümkündür.
Normal şartlarda başlayan birçok kristalin büyümesinin birbirleriyle temas edene kadar devam ederek tek bir cisim oluşturması sonucu çok kristalli bir cisim oluşur.
Polikristaller yalnızca metalleri içermez. Örneğin bir şeker parçası da çok kristalli bir yapıya sahiptir.
Kristalin katıların çoğu, çok sayıda iç içe geçmiş kristallerden oluştuğu için polikristallerdir. Tek kristaller - tek kristaller düzenli bir geometrik şekle sahiptir ve özellikleri farklı yönlerde farklıdır (anizotropi).

???
1. Tüm kristal cisimler anizotropik midir?
2. Ahşap anizotropiktir. Kristal bir cisim mi?
3. Metinde bahsedilmeyen monokristal ve polikristal katılara örnekler verin.

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Fizik 10. sınıf

Ders içeriği ders notları destekleyici çerçeve ders sunumu hızlandırma yöntemleri etkileşimli teknolojiler Pratik görevler ve alıştırmalar kendi kendine test atölyeleri, eğitimler, vakalar, görevler ödev tartışma soruları öğrencilerden gelen retorik sorular İllüstrasyonlar ses, video klipler ve multimedya fotoğraflar, resimler, grafikler, tablolar, diyagramlar, mizah, anekdotlar, şakalar, çizgi romanlar, benzetmeler, sözler, bulmacalar, alıntılar Eklentiler Özetler makaleler meraklı beşikler için püf noktaları ders kitapları temel ve ek terimler sözlüğü diğer Ders kitaplarının ve derslerin iyileştirilmesiDers kitabındaki hataların düzeltilmesi ders kitabındaki bir parçanın güncellenmesi, dersteki yenilik unsurları, eski bilgilerin yenileriyle değiştirilmesi Sadece öğretmenler için mükemmel dersler yılın takvim planı; metodolojik tartışma programı; Entegre Dersler

Bu derse ilişkin düzeltmeleriniz veya önerileriniz varsa,

Katı, sıvı, gaz ve plazmanın yanı sıra maddenin dört temel halinden biridir. Yapısal sağlamlık ve şekil veya hacimdeki değişikliklere karşı direnç ile karakterize edilir. Sıvıdan farklı olarak katı bir cisim akmaz veya içine konulduğu kabın şeklini almaz. Bir katı, bir gazın yaptığı gibi mevcut hacmin tamamını dolduracak şekilde genleşmez.
Bir katıdaki atomlar birbirine yakından bağlıdır, kristal kafesin düğüm noktalarında düzenli bir durumdadır (bunlar metaller, sıradan buz, şeker, tuz, elmastır) veya düzensiz düzenlenmişlerdir, katı bir tekrarlanabilirliğe sahip değildirler. kristal kafesin yapısı (bunlar pencere camı, reçine, mika veya plastik gibi amorf gövdelerdir).

Kristal cisimler

Kristalin katılar veya kristaller ayırt edici bir iç özelliğe sahiptir - bir maddenin atomlarının, moleküllerinin veya iyonlarının belirli bir konumu işgal ettiği kristal kafes formunda bir yapı.
Kristal kafes, kristallerde bir maddeyi diğerinden ayıran özel düz yüzeylerin varlığına yol açar. X ışınlarına maruz kaldığında her kristal kafes, maddeyi tanımlamak için kullanılabilecek karakteristik bir desen yayar. Kristallerin kenarları, bir maddeyi diğerinden ayıran belirli açılarda kesişir. Kristal bölünürse yeni yüzler orijinaliyle aynı açılarda kesişecektir.

İki karakteristik özelliği vardır: izotropi ve belirli bir erime noktasının olmaması.
Amorf cisimlerin izotropisi, bir maddenin her yönde aynı fiziksel özellikleri olarak anlaşılmaktadır.
Amorf bir katıda, kristal kafesin komşu düğümlerine olan mesafe ve komşu düğümlerin sayısı malzeme boyunca değişir. Bu nedenle moleküller arası etkileşimleri kırmak için farklı miktarlarda termal enerjiye ihtiyaç vardır. Sonuç olarak, amorf maddeler geniş bir sıcaklık aralığında yavaşça yumuşar ve net bir erime noktasına sahip değildir.
Amorf katıların bir özelliği, düşük sıcaklıklarda katı özelliklerine sahip olmaları ve sıcaklık yükseldiğinde sıvı özelliklerine sahip olmalarıdır.

Kristal ve amorf cisimler

Dersin amacı:

Kristal ve amorf cisimlerin temel özelliklerini ortaya çıkarın.

Öğrencilere kristallerin doğru şeklini ve kristallerin özelliklerinin incelenmesinde bir modelleme yöntemi olan anizotropi özelliğini tanıtmak.

Teçhizat:

Kristal cisimler seti; kısa odak uzaklığına sahip mercek.

Alkol lambası, cam çubuk.

Multimedya projektörlü bilgisayar; ders planı, derse yönelik multimedya uygulaması, Microsoft Point'te yapılmıştır.

Dersler sırasında

Giriiş:Çevremizdeki katıların çoğu kristal haldeki maddelerdir. Bunlara inşaat ve yapı malzemeleri dahildir: çeşitli çelik sınıfları, her türlü metal alaşımı, mineraller vb. Fiziğin özel bir alanı katı hal fiziğidir; katıların yapısı ve özelliklerinin incelenmesiyle ilgilenir. Bu fizik alanı tüm fiziksel araştırmalarda liderdir. Modern teknolojinin temelini oluşturur.

Teknolojinin herhangi bir dalı bir katının özelliklerini kullanır: mekanik, termal, elektriksel, optik vb. Kristaller teknolojide giderek daha fazla kullanılmaktadır. Muhtemelen Sovyet bilim adamlarının - akademisyenler, Lenin ve Nobel Ödülü sahipleri A. M. Prokhorov ve N. G. Basov'un kuantum jeneratörlerinin yaratılmasındaki erdemlerini biliyorsunuzdur. Modern optik kuantum jeneratörlerinin (lazerler) etkisi, tek kristallerin (yakut vb.) özelliklerinin kullanımına dayanmaktadır. Bir kristal nasıl yapılandırılmıştır? Neden birçok kristalin şaşırtıcı özellikleri var? Kristalleri amorf cisimlerden ayıran yapısal özellikler nelerdir? Bu ve benzeri soruları dersin sonunda cevaplayabilirsiniz. “Kristal ve amorf cisimler” konusunu yazalım.

Yeni materyalin sunumu:

Kapsanan malzemeye dönelim. Katıların hangi özellikleri vardır?

Öğrenci:

1) Şekillerini ve hacimlerini korurlar.

2) Yapılarında kristal kafes bulunur.

Öğretmen: Tüm katılar kristal ve amorf olarak ikiye ayrılır. Benzerliklerinin ve farklılıklarının neler olduğuna bakacağız.

Kristaller nedir?

Kristaller - bunlar, atomları veya molekülleri uzayda belirli, düzenli konumları işgal eden katı cisimlerdir. Aynı maddenin kristalleri farklı şekillerdedir. Bireysel kristal yüzleri arasındaki açılar aynıdır. Bazı kristal şekilleri simetriktir. Kristallerin rengi, safsızlıklara bağlı olarak açıkça değişir.

Bir kristalin iç yapısını görsel olarak temsil etmek için kristal kafes kullanan görüntüsü kullanılır. Birkaç çeşit kristal vardır:

1) iyonik

2) atomik

3) metal

4) moleküler.

İdeal kristal şekli çokyüzlüdür. Böyle bir kristal düz yüzlerle, düz kenarlarla sınırlıdır ve simetriye sahiptir. Kristallerde çeşitli simetri elemanları bulunabilir. Kristalin cisimler tek kristallere ve polikristallere ayrılır.

Monokristaller - tek kristaller (kuvars, mika...) İdeal kristal şekli çokyüzlüdür. Böyle bir kristal düz yüzlerle, düz kenarlarla sınırlıdır ve simetriye sahiptir. Kristallerde çeşitli simetri elemanları bulunabilir. Simetri düzlemi, simetri ekseni, simetri merkezi. İlk bakışta simetri türlerinin sayısının sonsuz sayıda olabileceği görülüyor. 1867'de Rus mühendis A.V. Gadolin, kristallerin yalnızca 32 çeşit simetriye sahip olabileceğini ilk kez kanıtladı. Kar kristali - kar tanesinin simetrisinden emin olalım

Daha sonra tartışacağımız kristallerin simetrisi ve diğer özellikleri, kristali oluşturan parçacıkların dizilişindeki desenler hakkında önemli bir anlayışa yol açtı. Herhangi biriniz bunu formüle etmeyi deneyebilir mi?

Öğrenci. Kristaldeki parçacıklar belirli bir düzenli şekil, bir kafes oluşturacak şekilde düzenlenmiştir.

Öğretmen. Kristaldeki parçacıklar düzenli bir uzaysal kafes oluşturur. Farklı kristallerin uzaysal kafesleri farklıdır. İşte sofra tuzunun uzaysal kafesinin bir modeli. (Modeli gösterir.) Tek renkli toplar sodyum iyonlarını taklit eder, farklı renkteki toplar ise klor iyonlarını taklit eder. Bu düğümleri düz çizgilerle bağlarsanız, sunulan modele benzer şekilde uzamsal bir kafes oluşur. Her uzaysal kafeste, yapısının tekrar eden bazı elemanlarını, diğer bir deyişle birim hücreyi tanımlamak mümkündür.

Uzaysal kafes kavramı kristallerin özelliklerini açıklamayı mümkün kıldı.

Özelliklerini ele alalım.

1) Dış düzenli geometrik şekil (modeller)

2) Sabit erime sıcaklığı.

3) Anizotropi - kristalde seçilen yönden fiziksel özelliklerdeki fark (mika ile kuvars kristali ile bir örnek gösterilmektedir)

Ancak tek kristaller doğada nadirdir. Ancak böyle bir kristal yapay koşullar altında yetiştirilebilir.

Şimdi polikristalleri tanıyalım.

Polikristaller - bunlar birbirine göre rastgele yönlenmiş çok sayıda kristalden oluşan katılardır (çelik, dökme demir...)

Polikristaller ayrıca düzenli bir şekle ve pürüzsüz kenarlara sahiptir; erime noktaları her madde için sabit bir değere sahiptir. Ancak tek kristallerin aksine, polikristaller izotropiktir, yani. fiziksel özellikleri her yönde aynıdır. Bu, içerideki kristallerin rastgele düzenlenmesi ve her birinin ayrı ayrı anizotropiye sahip olması, ancak kristalin bir bütün olarak izotropik olmasıyla açıklanmaktadır.

Kristal cisimlere ek olarak amorf cisimler de vardır.

Amorf cisimler - Bunlar, atomların dizilişinde yalnızca kısa menzilli düzenin korunduğu katılardır. (Silika, reçine, cam, reçine, şekerleme).

Örneğin, kuvars ya kristal halinde ya da amorf bir halde - silika halinde olabilir. (Ders kitabındaki resme bakın). Sabit bir erime noktaları yoktur ve akışkanlıkları vardır (bir cam çubuğun alkol lambası üzerinde bükülmesini gösterir). Amorf cisimler izotropiktir; düşük sıcaklıklarda kristal cisimler gibi davranırlar ve yüksek sıcaklıklarda sıvı gibi davranırlar.

Kristal ve amorf cisimlerin gözlemlenmesi

(bir deftere not alın)

Büyüteç kullanarak sofra tuzu kristallerini inceliyoruz. - Nasıl bir şekle sahipler? (küp şeklinde).

Bakır sülfat kristallerine bakalım. – Bu kristallerin özelliği nedir? (bazılarının kenarları düzdür).

Çinko kırığına bakalım ve üzerindeki küçük kristallerin kenarlarını bulalım.

Amorf cisimleri ele alalım: cam, reçine veya balmumu. Kırık camlara dikkat edelim. Metal kırılmasından farkı nedir? (keskin kenarlı pürüzsüz yüzey).

Bağımsız çalışma için görevler.

1. Soğuk havalarda kar neden ayakların altında gıcırdıyor?

Cevap : Yüzbinlerce kar tanesi - kristal - kırılır.

2. Galvanizli demirin yüzeyindeki desenlerin kökeni nedir?

Cevap : Desenler çinkonun kristalleşmesi nedeniyle ortaya çıkar.

3. Son test.

Öğretmen: Günlüklerinizi açın ve ödevinizi yazın: § 75.76(1); § 24, 26,27. İlgilenenler için ödev: bir bakır sülfat veya şap çözeltisinden kristal yetiştirmek.

Edebiyat:

1. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Sotsky N.N. Fizik 10. sınıf. – M.: Eğitim 1992.

2.Pinsky A.A. Fizik 10. sınıf. – M. “Aydınlanma” 1993

3. Tarasov L.V. Bu inanılmaz derecede simetrik dünya. - M.: Eğitim, 1982.

4. Modern fizik hakkında okul çocukları: karmaşık sistemlerin fiziği. - M.: Eğitim, 1978.

5. Genç Bir Fizikçinin Ansiklopedik Sözlüğü.

6.V.G. Razumovsky, L.S. Khizhnyakov. Lisede modern fizik dersi. – M.: Eğitim, 1983.

7. Ortaokul 8-10. Sınıflarda fizik öğretme yöntemleri. Bölüm 2 / Ed. Başkan Yardımcısı Orekhova, A.V. Usova ve diğerleri - M.: Eğitim 1980.

8. V.A.Volkov. Fizikte ders gelişmeleri. M. “VAKO” 2006

Son sınav

1. Cümleyi tamamlayın.

1) tek kristaller;

2) polikristaller.

a) tek kristaller;

1) bir tuz tanesi;

3) bir şeker tanesi;

4) bir parça rafine şeker

c) amorf durum.

1) kristalin cisimler;

2) amorf cisimler.

Son sınav

1. Cümleyi tamamlayın.

“Fiziksel özelliklerin kristalin içindeki yöne bağımlılığına denir...”

2. Eksik kelimeleri doldurun.

"Katı cisimler ikiye ayrılır ... ve ..."

3. Katılar ve kristaller arasındaki uyumu bulun.