По внутреннему строению минералы делятся на кристаллические (кухонная соль) и аморфные (опал). В минералах с кристаллическим строением элементарные частицы (атомы, молекулы) расположены в определенном направлении и на определенном расстоянии между собой, образуя кристаллическую решетку. В аморфном веществе указанные частицы расположены хаотически.
От внутреннего строения минерала (кристаллического или аморфного) зависят его основные физические свойства (твердость, спайность, кристаллографическая внешняя форма и др.).
Кристаллическая структура минерала - внутреннее устройство его кристаллов, способ взаимного расположения составляющих их атомов, ионов или молекул. Кристаллическая структура описывается параметрами кристаллической решетки и её дефектов. Она определяет свойства и габитус, внешний облик кристаллов.
Пространственная решетка
совокупность точек (узлов), расположенных в соответствующих точках параллелепипедов, которые нацело выполняют пространство, будучи равными, параллельно ориентированными и смежными по целым граням. Реальные кристаллические структуры схематически можно уподобить Р. п.; в узлах находятся одинаковые атомы и ионы, или гр. атомов (молекулы).
короче атомы в вершинах параллелепипедов
6 билет.
Кристаллические и аморфные тела. Облик и габитус кристаллов. Основные свойства кристаллического тела. Однородность, анизотропность, самоогранка.
Кристаллические тела
Кристаллические тела (кристаллы)- это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают упорядоченные положения в пространстве. Частицы кристаллических тел образуют в пространстве правильную кристаллическую пространственную решетку.
Аморфные тела не имеют строгого порядка в расположении атомов и молекул (стекло, смола, янтарь, канифоль). В аморфных телах наблюдается изотропия - их физические свойства одинаковы по всем направлениям.
Облик (форма) – это общий вид кристалла. Кристаллы могут быть изометричными (равномерно развитыми во всех направлениях), удлиненными, уплощенными. Эти термины нестрогие. Среди удлиненных кристаллов выделяют столбчатые, шестоватые, игольчатые, волосовидные и т. п., среди уплощенных – таблитчатые, листоватые, пластинчатые, чешуйчатые
Габитус – более строгий термин, относящийся только к кристаллическим агрегатам. Определяющий облик минерала по доминирующим на нем граням и соотношению размеров кристалла в трех его измерениях (по осям x, y и z).
Кристаллические тела имеют определенную температуру плавления t пл, не изменяющуюся в процессе плавления при постоянном давлении
Для кристаллических тел характерно наличие пространственной кристаллической решетки, которая представляет собой упорядоченное расположение молекул, атомов или ионов, повторяющееся по всему объему тела (дальний порядок).
Физические свойства (механические, электрические, магнитные, тепловые и др.) монокристаллов различны по разным направлениям внутри кристалла. Это явление называют анизотропией кристаллов. Оно объясняется различием в плотности расположения частиц в кристаллической решетке по разным направлениям.
Кристаллическая структура связана с минимумом потенциальной энергии, т.е. при образовании кристаллов частицы самопроизвольно располагаются так, чтобы их взаимная потенциальная энергия была минимальной.
Анизотропность
Это свойство называется еще неравносвойственностью. Выражается она в том, что физические свойства кристаллов (твердость, прочность, теплопроводность, электропроводность, скорость распространения света) неодинаковы по разным направлениям. Характерным примером вещества с ярко выраженной анизотропностью является слюда. Кристаллические пластинки этого минерала легко расщепляются лишь по плоскостям, параллельным его пластинчастости. В поперечных же направлениях расщепить пластинки слюды значительно труднее.
Аморфные вещества характеризуются изотропностью (равносвойственностью) – физические свойства по всем направлениям проявляются одинаково.
Однородность
Ввыражается в том, что любые элементарные объемы кристаллического вещества, одинаково ориентированные в пространстве, абсолютно одинаковы по всем своим свойствам: имеют один и тот же цвет, массу, твердость и т.д. таким образом, всякий кристалл есть однородное, но в то же время и анизотропное тело.
Самоогранка
Кристаллы одного и того же вещества могут отличаться друг от друга своей величиной, числом граней, ребер и формой граней. Это зависит от условий образования кристалла. При неравномерном росте кристаллы получаются сплющенными, вытянутыми и т.д. Неизменными остаются углы между соответственными гранями растущего кристалла. Эта особенность кристаллов известна как закон постоянства гранных углов. При этом величина и форма граней у различных кристаллов одного и того же вещества, расстояние между ними и даже их число могут меняться, но углы между соответствующими гранями во всех кристаллах одного и того же вещества остаются постоянными при одинаковых условиях давления и температуры.
Билет.
Типы химической связи в минералах. Координационное число. Атомные и ионные радиусы.
Металлическая связь характерна для элементов первых групп Периодической системы и интерметаллидов. Их атомы, как известно, имеют крупные размеры, а внешние электроны слабо связаны с ядром.
Ковалентная (гомеополярная) связь осуществляется за счет обобществления электронов на внешних валентных орбиталях двух соседних атомов, таким образом, что оба они приобретают стабильную конфигурацию благородного газа. Ковалентная связь строго направленная, насыщаемая и очень прочная.
Ионная (гетерополярная) связь реализуется между атомами различного сорта за счет электростатического взаимодействия положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов, при этом валентные электроны переходят от металла к аниону.
Ван-дер-ваальсова (остаточная) связь соединяет нейтральные молекулы или структурные единицы с помощью малых остаточных зарядов на их поверхности, образующихся за счет мгновенных дипольных моментов "ядро-электрон", между которыми начинают действовать силы притяжения.
В кристаллохимии координационное число — характеристика, которая определяет число ближайших равноудаленных одинаковых частиц (ионов или атомов) в кристаллической решётке. Прямые линии, соединяющие центры ближайших атомов или ионов в кристалле, образуют координационный многогранник, в центре которого находится данный атом.
Атомный радиус — это радиус сферы, внутри которой заключено ядро атома и 95% плотности всего электронного облака, окружающего ядро.
Радиусы ионов отличаются от атомных радиусов соответствующих элементов. Потеря атомами электронов приводит к уменьшению их эффективных размеров, а пpисоединение избыточных электронов — к увеличению. Поэтому радиус положительно заряженного иона (катиона) всегда меньше, а радиус отрицательно заряженного иона (аниона) всегда больше радиуса соответствующего электронейтрального атома.
8 билет.