КРИСТАЛЛЫ

КРИСТАЛЛЫ (от греч. krystallos - кристалл; первоначально - лед), твердые тела, обладающие трехмерной периодич. атомной (или молекулярной) структурой и, при определенных условиях образования, имеющие естеств. форму правильных симметричных многогранников (рис. 1). Каждому хим. в-ву, находящемуся при данных термодинамич. условиях (т-ре, давлении) в кристаллическом состоянии, соответствует определенная кристаллическая структура
Кристаллы
Рис. 1: а - некоторые синтетические монокристаллы и изделия из них (кварц, гранат, КН2РО4, алюмокалиевые квасцы и др., стержни рубина для лазеров, сапфировые пластинки); б - кристалл аспартат-трансаминазы (длина ~1 мм); в - микромонокристалл Ge (размер ~5 мкм).

и определяемая ею внеш. огранка. Кристалл, выросший в неравновесных условиях и не имеющий правильной огранки (или потерявший ее в результате обработки), сохраняет кристаллич. структуру и все определяемые ею св-ва. На макроуровне, т.е. при измерении участков кристалла, существенно превышающих расстояния между атомами и размеры элементарных ячеек, кристалл можно рассматривать как сплошную однородную твердую среду, физ., физ.-хим. и др. св-ва к-рой обладают анизотропией и симметрией. Большинство твердых материалов является поликристаллическими; они состоят из множества отдельных беспорядочно ориентированных мелких кристаллич. зерен (кристаллитов), напр. мн. горные породы, техн. металлы и сплавы. Крупные отдельные однородные кристаллы с непрерывной кристаллич. решеткой называют монокристаллами. Таковы кристаллы минералов, напр. громадные (до сотен кг) кристаллы кварца (горного хрусталя), флюорита, кальцита, полевого шпата или относительно мелкие кристаллы берилла, алмаза и др. Кристаллы образуются и растут чаще всего из жидкой фазы - р-ра или расплава; возможно получение кристаллов из газовой фазы или при фазовом превращ. в твердой фазе (см. Кристаллизация, Монокристаллов выращивание). Существуют пром. и лаб. методы выращивания синтетич. кристаллов - аналогов прир. кристаллов (кварц, рубин, алмаз и др.) и разл. техн. кристаллов, напр. Si, Ge, лейкосапфира, гранатов. Кристаллы образуются и из таких прир. в-в, как белки, нуклеиновые к-ты, а также из вирусов. При определенных условиях можно получить кристаллы синтетич. полимеров. Осн. методы исследования кристаллов, их атомной структуры и ее дефектов - рентгенография, нейтронография, электронография, электронная микроскопия; используют также оптич. и спектроскопич. методы, в т.ч. ЭПР, ЯМР, электронную и мёссбауэровскую спектроскопии и др.