Характеристика різних типів кристалів за типами їх решіток

Тип	У вузлах	Характер зв’язку	Властивості	Представники
Іонна	позитивні і негативні іони, які правильно чергуються	електростатичний зв'язок, досить сильний (переважає притягання між різнойменно зарядженими іонами, що розміщені ближче, ніж однойменні)	міцні; тугоплавкі; слабко розчиняються; електропровідність при кімнатних температурах незначна, зростає з підвищенням температури; сильно поглинають інфрачервоні промені.	NaCl, KCl, CsCl, AuZn, MgAg
Атомна	атоми	ковалентний зв'язок	найміцніші і найтвердіші нелеткі; велика твердість; тугоплавкість погана електропровідність	діамант, Ge, Si, ZnS
Молекулярна	молекули	внутрішньомолекулярні зв’язки перевищують міжмолекулярні; це або сили Ван-дер-Ваальса або водневі зв’язки	крихкі; легкоплавкі; леткі; діелектрики; прозорі для широкого інтервалу електромагнітних хвиль	переважна більшість органічних сполук, молекулярних неорганічних кристалів мало; нафталін, парафін, водний і сухий лід; органічні сполуки, що містять азот, фосфор, сірку, гідроксильні та амінні групи
Металева	позитивні іони; між ними хаотично рухаються периферійні електрони, які відірвались від зовнішніх оболонок атомів.	електростатичний зв'язок між сукупністю позитивних іонів колективізованими валентними електронами	оптично непрозорі, мають велику відбивну здатність, а тому специфічний металічний блиск; міцні; легкоплавкі; найкращі провідники електрики і тепла	всі метали

Точковий дефект Дислокація   Рис. 28

5.Дефекти в кристалах – це будь-які відхилення від ідеального порядку кристалів.

1. Точкові дефекти – порушення кристалічної структури, розміри яких порядку міжатомних відстаней:

а) відсутність частинки у вузлі кристалічної решітки;

б) частинка („своя” або інорідна) у між вузловому просторі;

в) заміщення вузла кристалічної решітки інорідною частинкою.

1. Дислокації (лінійні дефекти) – порушення правильності структур вздовж деяких ліній, поділяються на крайові і гвинтові.

2. Поверхневі дефекти – це границі між окремими по-різному орієнтовними частинами кристала, сама поверхня кристала, дефекти упаковки, тощо.

3. Об’ємні дефекти – це тріщини, різні включення та інші макроскопічні утворення.

 

6. Деформація – зміна форми та розмірів тіл під дією зовнішніх сил (навантаження).

а) Розтяг, стиск б) Зсув в) Кручення   Рис. 29

Деформація виникає внаслідок взаємодії (притягання й відштовхування) та переміщення частинок деформованого тіла (середовища). Сили пружності прагнуть повернути частинки у стан рівноваги (тобто відновити попередню форму тіла). Ці сили діють як всередині деформованого тіла, між його частинками, так і на інші тіла, що спричинили його деформацію.

Це пояснюється тим, що із збільшенням відстані між частинками тіла (при розтягуванні) виникають сили молекулярного притягання, а зі зменшенням (при стисканні) – сили молекулярного відштовхування.

Види деформації

1. За характером поведінки після припинення дії зовнішніх сил деформації поділяються на:

Пружні – зникають після зняття навантаження, внаслідок чого форма і розміри тіл повністю відновлюються.

Непружні (пластичні, залишкові) – залишаються після припинення дії зовнішніх сил.

Характер деформації залежить від:

· величини навантаження;

· тривалості дії сили;

· роду речовини;

· температури.

2. За зміною форми тіла деформації поділяються на п’ять видів, які зводяться до перших трьох:

1) Розтяг (рис. 29, а) – збільшення довжини тіла під дією сил, прикладених вздовж осі до протилежних кінців (односторонній), (канати, троси, ланцюги, сухожилля) або збільшення об’єму тіла під дією сил, що розтягують його в усіх напрямках (камери автомобілів, м’ячі при накачуванні).

2) Стиск (рис. 29, а) – зменшення довжини (об’єму)тіла під дією сил, прикладених вздовж осі до протилежних кінців у напрямі до тіла (що стискають тіло в усіх напрямках)(колони, стовпи, стіни, хребти; м’яч під водою).

3) Зсув (рис. 29, б) – зсув паралельних шарів тіла один відносно одного під дією пари сил паралельних чим шаром (заклепки, шпонки, болти, м’язи).

4) Кручення = розтяг + зсув (рис. 29, в) – поворот паралельних шарів тіла один від одного під дією двох пар сил (свердла, шурупи, болти, м’язи).

5) Згин = розтяг + стиск

a) поперечний згин (рис. 30, а) – згин продовгуватого тіла, під дією сили, перпендикулярної до його осі;

b) поздовжній згин (рис. 30, б) – згин продовгуватого тіла при повздовжньому стиску (мости, панелі, балки, осі, кістки).

 

а) б)

 

Рис. 30

 

Всередині зігнутого тіла є шар, який майже не зазнає зміни розмірів – нейтральний шар. При його видаленні:

a) економиться матеріал;

b) підвищується міцність конструкції внаслідок зменшення навантаження.

У сучасній техніці і будівництві замість стержнів і суцільних брусів здебільшого використовують: а) труби; б) двотаврові балки; в) рейки; г) швелери, що полегшують конструкцію й економить матеріал (рис. 31).

Сама природа наділила людину і тварину трубчастими кісками кінцівок, а злаки та деякі рослини – трубчастими стеблами.

 

Рис. 31