26. Электрические свойства кристаллов

Электричество, возбуждающееся в кристаллах под влиянием их сжатия или рассжатия, называют пьезаэлектричеством. Направления, по которым можно наблюдать появление электричества кристаллов, называются полярными .

Пример:

Возьмем кристалл кварца. Кварц принадлежит к тригональной сингонии L3 3L2.Требуется выяснить, являются ли полярными оси симметрии кварца или же нет. L3 кварца не может быть полярной, вследствие присутствия перпендикулярной к ней 3L2. Для выяснения полярности L2 кварца, принимается во внимание то, что в связи с наличием L3 один конец оси L2 … с другим ее концом. L2 – полярные (электрические оси кварца). Следует иметь в виду, при сжатии один конец такой оси заряжается положительно, а другой – отрицательно, тогда как при растяжении наблюдается противоположное явление.

Пьезэлектричествокасается явлений только при сжатии и деформации кристалла или растяжении. При деформации со сдвигом, электрические заряды возникают не только по геометрическим полярным направлениям.

Электричество, возникающее в кристаллах с колебанием температуры, называется пироэлектричеством. Пироэлектрический эффект возникает в кристаллах только вдоль определенных направлений, которые одновременно являются и полярными и единичными. Поэтому кристаллы, обнаруживающие пироэлектричество, не должны иметь центры симметрии, а также плоскостей и осей, расположенных косо или перпендикулярно относительно вертикального направления (пирамиды).

27. Магнитные свойства кристаллов

Д иамагнитные кристаллы – в структурах таких кристаллов атомы немагнитны, вследствие того, что в них магнитные моменты отдельных электронов взаимоскомпенсированы и тем самым собственные магнитные моменты отсутствуют. Схема:

Магнитная восприимчивость диамагнитных кристаллов отрицательна и очень мала. Примером является самородная медь и поваренная соль .

Парамагнитные кристаллы – структуры таких кристаллов состоят целиком из отдельных магнитных атомов, либо в качестве примесей. В структуре такого кристалла оси расположены беспорядочно :

Магнитная восприимчивость положительна, но мала. Примером является пирит.

Ферромагнитные кристаллы – структура таких кристаллов слагается из магнитных атомов или содержит их в качестве примеси. Магнитные оси атомов ориентируются взаимно параллельно.

Магнитная восприимчивость положительна и очень велика. Примером является самородное железо.

Антиферромагнитные кристаллы – структура состоит из магнитных атомов или содержит их в качестве примесей. Магнитные оси ориентированы антипараллельно.

28. Типы химической связи в кристаллах

Ионная связь – возникает в результате электростатического притяжения противоположно заряженных ионов. Например: при образовании минерала галитаNaCl – Clпритягивает к себе электрон от Na к себе и оба атома ионизируются, приобретая 8-электронную оболочку.

Ковалентный тип связи – образуется двумя электронами, с противоположно направленными спинами, при чем эта электронная пара принадлежит обоим атомам. Примером служит образования молекулы Cl2.

Металлический тип связи – представляет собой связь между атомами одного сорта (Cu, Au, Agи т.д.). Он основан на обобществлении валентных электронов всех атомов, которые не связаны с определенными атомами и способны передвигаться по всему объему кристалла, тем самым образуя своеобразный электронный газ.

Вандервальсовый (остаточный) тип характерен для молекулярных кристаллов отвердевших газов (Ar, He, H, N2, Neи др.). Так как атомы этих газов обладают заполненными внешними электронными оболочками, то силы притяжения между ними очень слабы и это отражается в очень низких температурах и высоких давлениях, при которых устойчивы жидкие и твердые фазы газов.