Verbum

КРЫШТА́ЛІ (ад грэч. krystallos першапачаткова лёд, потым горны хрусталь, празрысты камень),

цвёрдыя целы, якія маюць натуральную форму правільнага мнагагранніка, часцінкі якога (атамы, іоны, малекулы) размешчаны паводле закону прасторавых рашотак (гл. Крышталічная рашотка). Упарадкаваная будова К. абумоўлівае іх спецыфічныя ўласцівасці — аднароднасць, здольнасць самааграньвацца, мінім. ўнутр. энергію і скрытую цеплыню плаўлення. Характэрныя ўласцівасці К. — анізатропнасць і сіметрыя (гл. Анізатрапія, Сіметрыя крышталёў). Спецыфічныя асаблівасці К. выяўляюцца ў іх механічных (спайнасць, цвёрдасць і інш.), аптычных (падвойнае праменепераламленне, плеяхраізм і інш.), электрычных (піра- і п’езаэлектрычнасць), цеплавых і інш. фіз. уласцівасцях. Пры вывучэнні К. выкарыстоўваецца комплекс метадаў даследаванняў, у т. л. рэнтгенаструктурны і крышталеаптычны аналіз.

К. ўтвараюцца адвольна ці на «зародках» з вадкіх (растворы і расплавы), газападобных (шляхам узгонкі) і цвёрдых (у час перакрышталізацыі) рэчываў пры пэўных т-рах, ціску і хім. саставе. Правільныя мнагаграннікі ўтвараюцца ў час росту К., калі яны не сутыкаюцца з інш. цвёрдымі целамі і растуць павольна. Грані К. супадаюць з плоскімі сеткамі, рэбры — з радамі прасторавых рашотак, уздоўж якіх вузлы рашоткі размешчаны найб. густа. К. аднаго і таго ж рэчыва і будовы могуць мець розную велічыню і форму, але вуглы паміж адпаведнымі гранямі і рэбрамі ў іх пастаянныя (закон пастаянства вуглоў). Пры хуткім росце ў вязкім асяроддзі ўтвараюцца недаразвітыя формы (дэндрыты, сфераліты, крышт. агрэгаты), з якіх складзена большасць цвёрдых цел. Вывучэнне скорасці росту К., які абумоўлівае іх вонкавы выгляд (габітус), дае звесткі пра іх паходжанне (генезіс). Сярод К. адрозніваюць простыя формы (складзены з аднолькавых граней, звязаных элементамі сіметрыі) і камбінацыі (сукупнасць дзвюх ці некалькіх простых форм). У прыродзе вядома 47 простых форм і каля 1500 камбінацый. Усе К. — сіметрычныя целы. Сукупнасць элементаў сіметрыі ўтварае від сіметрыі, а ў прасторавых рашотках — прасторавую групу сіметрыі. У К. адрозніваюць 32 віды сіметрыі, аб’яднаныя ў 7 крышталеграфічных сістэм (сінганій), якія ўключаюць у сябе 230 прасторавых груп.

Крышт. рэчывы пашыраны ў прыродзе. Зямная кара на 95% складаецца з К. Крышталічныя ўсе металы і сплавы, большасць буд. матэрыялаў, многія харч. прадукты, лякарствы, некаторыя ч. арганізмаў, штучныя матэрыялы. Крышт. рэчывы ўжываюцца практычна ва ўсіх галінах нар. гаспадаркі. Адзіночныя К. выкарыстоўваюцца для апрацоўкі цвёрдых матэрыялаў (алмаз), у лазернай тэхніцы (рубін), на выраб лінзаў і палярызатараў для аптычных прылад (ісландскі шпат, флюарыт, кварц), гадзіннікавых камянёў (рубін), п’езапласцінак (кварц), у радыёэлектроніцы, тэлеф. сувязі, гідралакацыі, ювелірнай справе і інш.

Літ.:

Попов Г.М., Шафрановский И.И. Кристаллография. 5 изд. М., 1972;

Шаскольская М.П. Кристаллография. 2 изд. М., 1984;

гл. таксама пры арт. Крышталяграфія.

А.​С.​Махнач.

т. 8, с. 528

сінтэтычныя крышталі

т. 14, с. 405

МАЛЕКУЛЯ́РНЫЯ КРЫШТА́ЛІ,

крышталі, утвораныя з малекул, звязаных паміж сабой слабымі Ван-дэр-Ваальса сіламі або вадароднай сувяззю. Унутры малекул сувязь паміж атамамі больш моцная, звычайна кавалентная, таму фазавыя ператварэнні М.к. (плаўленне, узгонка, паліморфныя пераходы) адбываюцца без разбурэння асобных малекул.

Большасць М.к. — крышталі арган. злучэнняў (нафталін і інш.); М.к. ўтвараюць некаторыя простыя рэчывы (H₂, галагены, N₂,O₂, S₈), бінарныя злучэнні тыпу CO₂, металаарган. злучэнні, некаторыя комплексныя злучэнні. Да М.к. адносяцца крышталі многіх палімераў, у т. л. бялкоў і нуклеінавых кіслот. Для М.к. характэрны нізкія т-ры плаўлення (ад -150 да -350 350 °C), вялікія каэф. цеплавога расшырэння, вял. сціскальнасць, малая цвёрдасць. Большасць М.к. пры звычайнай т-ры — дыэлектрыкі, некаторыя М.к. (напр., арган. фарбавальнікі) — паўправаднікі. Гл. таксама Міжмалекулярнае ўзаемадзеянне.

Літ.:

Китайгородский А.И. Молекулярные кристаллы. М., 1971.

т. 10, с. 27

ІО́ННЫЯ КРЫШТА́ЛІ,

крышталі з іонным (электрастатычным) характарам сувязі паміж атамамі (гл. Іонная сувязь). Адрозніваюць І.к. з аднаатамных (напр., крышталі галагенідаў шчолачных і шчолачназямельных металаў, утвораныя дадатна зараджанымі іонамі металу і адмоўна зараджанымі іонамі галагену: NaCl, CsCl, GaF₂ і інш.) і шмататамных іонаў (напр., нітраты, сульфаты, фасфаты і інш. солі металаў, дзе адмоўныя іоны кіслотных астаткаў складаюцца з некалькіх атамаў). Да І.к. адносяцца таксама сілікаты, у якіх крэмнійкіслародныя радыкалы SiO₄ утвараюць ланцугі, слаі ці трохмерны каркас; унутры радыкалаў атамы звязаны кавалентнай сувяззю. І.к., як правіла, дыэлектрыкі, празрыстыя ў бачнай і інфрачырвонай частках спектра; маюць высокія т-ры плаўлення.

т. 7, с. 298

КВА́НТАВЫЯ КРЫШТАЛІ́,

крышталі з вял. амплітудай нулявых ваганняў крышталічнай рашоткі (ваганняў паблізу Т = 0 К), параўнальнай з перыядам рашоткі. Маюць незвычайныя фіз. ўласцівасці, вытлумачальныя толькі ў межах квантавай тэорыі. З вядомых на Зямлі рэчываў толькі ізатопы гелію ​³Не і ​⁴Не пры ціску больш за 3∙10​⁴ Па утвараюць К.к. Квантавыя эфекты назіраюцца ў крышталях неону Ne і ў меншай ступені ў крышталях інш. інертных газаў. У нетрах нейтронных зорак, магчыма, існуюць К.к. з нейтронаў. К.к. займаюць прамежкавае становішча паміж квантавымі вадкасцямі і звычайнымі крышталямі. Дэфекты ў К.к. (у прыватнасці вакансіі) не лакалізаваныя, а ў выглядзе квазічасціц распаўсюджваюцца па крышталі.

т. 8, с. 210

ВА́ДКІЯ КРЫШТАЛІ́,

стан рэчыва, прамежкавы паміж цвёрдым крышталічным і ізатропным вадкім. Характарызуецца цякучасцю і поўнай ці частковай адсутнасцю трансляцыйнага парадку ў структуры пры захаванні арыентацыйнага парадку ў размяшчэнні малекул (гл. Далёкі і блізкі парадак). Вадкія крышталі маюць пэўны тэмпературны інтэрвал існавання.

Пераходы цвёрдага крышталічнага рэчыва ў вадкі крышталь і далей у ізатропную вадкасць і адваротныя працэсы з’яўляюцца фазавымі пераходамі. Паводле спосабу атрымання вадкія крышталі падзяляюцца на ліятропныя (утвараюцца пры растварэнні шэрагу злучэнняў у ізатропных вадкасцях; напр., сістэма мыла — вада) і тэрматропныя (узнікаюць пры плаўленні некаторых рэчываў). Па арганізацыі малекулярнай структуры адрозніваюць вадкія крышталі нематычныя (з вылучаным напрамкам арыентацыі малекул — дырэктарам і адсутнасцю трансляцыйнага парадку), смектычныя (з пэўнай ступенню трансляцыйнага парадку — слаістасцю) і халестэрычныя (нематычныя, у якіх дырэктары сумежных слаёў утвараюць паміж сабою вугал, з-за чаго ўзнікае вінтавая структура). Узаемная арыентаванасць малекул абумоўлівае анізатрапію фіз. уласцівасцей вадкіх крышталёў: пругкасці, электраправоднасці, магн. успрымальнасці, дыэлектрычнай пранікальнасці і інш., што выкарыстоўваецца для выяўлення і рэгістрацыі фіз. уздзеянняў (эл. і магн. палёў, змены т-ры і інш.). Многія арган. рэчывы чалавечага арганізма (эфіры халестэрыну, міэлін, біямембраны) знаходзяцца ў стане вадкіх крышталёў.

Вадкія крышталі выкарыстоўваюцца ў інфарм. дысплеях (калькулятары, электронныя гадзіннікі, вымяральныя прылады і інш.), пераўтваральніках відарысаў, прыладах цеплабачання, мед. тэрмаіндыкатарах і інш. На Беларусі даследаванні вадкіх крышталёў праводзяцца ў БДУ, Мінскім і Віцебскім мед. ін-тах, Бел. ун-це інфарматыкі і радыёэлектронікі, навук.-вытв. аб’яднанні «Інтэграл» і інш.

Літ.:

Чандрасекар С. Жидкие кристаллы: Пер. с англ. М., 1980;

Текстурообразование и структурная упорядоченность в жидких кристаллах. Мн., 1987.

В.​І.​Навуменка.

т. 3, с. 439