Тверді тіла Кристалічні та аморфні тіла Монокристали і полікристали Анізотропія кристалів

Тверді тіла. Кристалічні та аморфні тіла. Монокристали і полікристали. Анізотропія кристалів. Рідкі кристали та їх властивості.

Особливості аморфних речовин Немає правильного розміщення частинок, немає кристалічної решітки. Немає конкретної сталої температури Тпл і Ткип

Ізотропність; (ізо... і ...тропія) однаковість фізичних властивостей речовини (теплопровідність, електропровідність, пружність тощо) в усіх напрямах. Ізотропність характерна для аморфних тіл,на відміну від анізотропії кристалів. 

Аморфні речовини

Аморфні речовини

Аморфні речовини

Аморфные вещества

Кристали. Правильне геометричне розміщення частинок, які утворюють кристалічну решітку Сталість Тпл і Ткип. Вузли кристалічної решітки

В світі кристалів. Мідний купоросалмазрубінсіркараухтопаз

Аметист. Кварц. Алмаз. Алмаз

«…КРИСТАЛЛЫ БЛЕЩУТ СИММЕТРИЕЙ…» Е. С. Федоров. Форма кристала – правильні многогранники, з постійними кутами між плоскими гранями для кожної речовини В природі існує 230 кристалічних решіток. . Кристали можуть мати форму різних призм і пірамід , в основі яких лежать тільки правильні трикутники, квадрати , паралелограми і шестикутники.

Типи кристалічних решіток

Іонна кристалічна решітка. У вузлах решітки - іони. Хімічний зв'язок - іонний. Властивості речовин: 1) відносно висока твердість і міцність, 2) крихкість, 3) термостійкість, 4) тугоплавкість, 5) нелетучість. Приклади: солі (Na. Cl, K2 CO3), основи (Ca(OH)2, Na. OH)

Атомна кристалічна решітка. В вузлах решітки атоми. Хімічний звязок – ковалентний неполярний. Властивості речовин: 1) дуже висока твердість і иіцність, 2) дуже висока Тпл (алмаз 3500°С),3) тугоплавкість, 4) практчно нерозчинні5) нелетучість. Приклади: прості речовини (алмаз, графіт, бор и інші.), складні речовини (Al2 O3, Si. O2) алмазграфіт

ПоліморфізмІснування речовини в двох і більше модифікаціях кристалічної будови, які відрізняються фізичними властивостями

Молекулярна кристалічна решітка. В вузлах решітки - молекули. Хімічний зв'язок - ковалентний полярний и неполярний. Властивості речовин: 1) мала твердість, міцність, 2) низькі Тпл, Ткип, 3) при кімнатній Т - рідина або газ, 4) висока летучість. Приклади: прості речовини (H2, N2, O2, F2, P4, S8, Ne, He), складні речовини(СО2, H2 O, цукор С12 H22 O11 и др.) йод I2 Вуглекислий газ СО2

Молекулярна кристалічна решітка. Білий фосфор Р4 Сірка S8

Металічна кристалічна решітка. В вузлах решітки іони, які зв’язуються між собою через вільні електрони. Хімічний зв'язок металічний. Властивості речовин: 1) металічний блиск, 2) тепло- і електропровідність,3) ковкість і пластичність, 4) непрозорість. Приклади: метали

Кристалічні тіла 1. Монокристали («моно» - один) одинокі кристали: кварц, алмаз, рубін, сапфір, ізумруд… 2. Полікристали («полі» - багато) багато монокристалів, які зрослися між собою: метали і їх сплави, цукор…мідьцукоркварцізумруди

Властивості монокристалівt, мин0to. Ctпл=const. Нагревание, плавление льда и дальнейшее нагревание воды, а также охлаждение воды и её кристаллизация.

Анізотропія пояснюється тим, що при упорядкованому розміщенні атомів, молекул, сили взаємодії між ними і міжатомні відстані різні по різним напрямам.

Анізотропію монокристалів розрізняють: Анізотропія міцності, например, слюда легко расслаивается только в одном направлении. Анізотропія теплового розширення. Анізотропія електропровідностіАнізотропія теплопровідностіАнізотропія оптична

Анізотропія міцностіКристали слюди. Мають пластинчасту будову , легко розшаровуються під дією невеликої сили

Оптична анізотропія. Подвійна заломленість світла кристалами ісландського шпату – промінь світла при проходженні через кристал розділяється на два пучки

Плавленнякристалів

Поліморфізм. Утворення різних структур однаковими атомами. С-углерод

Властивості алмазу і графіта. Бриллиантовая огранка алмаза принесла камню славу и раскрыла его великолепие. Висока твердість. Не проводить електричний струм. Згорає в полум'ї оксигену. Мякий мінерал. Проводить електричний струмІз нього роблять вогнетривку глину

Алмаз – щільна упаковка атомів карбону. Графіт – пошарова структура решітки. АЛМАЗГРАФіТПричини різних властивостей алмазу і графіта – в його структурі.

Властивості полікристалівсамородок медиплавка стали. Полікриста́л  — тверде тіло, що складається з великої кількості дрібних, здебільшого безладно розташованих кристалів різного розміру, які називають кристалічними зернами або кристалітами. До полікристалічних речовин належать метали, кераміка, гірські породи. Полікристали ізотропні

Ізотропія полікристалів.

Рідкі кристали. Використання

Рідкі кристали – це речовини, довгі молекули яких розміщені в певній симетрії.

Рідкі кристали - це речовини, що володіють одночасно властивостями як рідин (плинність), так і кристалів (анізотропія). За структурою ЖК являють собою рідини, схожі на желе, що складаються з молекул витягнутої форми, певним чином упорядкованих у всьому обсязі цієї рідини.

Класифікація: ЛіотропніТермотропніНематичні рідкі кристали ( нематики )Смектичні рідкі кристали ( смектики )Холестиричні рідкі кристали

Використання РК в інформаційній техніціНайбільш багатообіцяюча область застосування рідкокристалічних речовин - інформаційна техніка. Від перших індикаторів, знайомих всім по електронному годиннику, до кольорових телевізорів з рідкокристалічним екраном розміром з поштову листівку пройшло лише кілька років. Такі телевізори дають зображення дуже високої якості, споживаючи незначну кількість енергії від малогабаритного акумулятора або батареї

Скло на рідких кристалах. Смарт-скло являє собою багатошарове скло, виготовлене з двох повністю прозорих стекол і шару рідкокристалічної плівки (LC Film). Плівка розташована між шарами скла. Композиція компактно зібрана в єдину конструкцію. Скло дозволяє забезпечити повну секретність або вільний перегляд через вікна і двері, скляні стіни і вікна в даху. Скло пропускає світло, але робить його розсіяним, приглушаючи дратівливий яскраве світло сонця і зменшує сонячну активність, що робить кімнати більш зручними для проживання. У непрозорому стані, скло поширює пряме сонячне світло і усуває 99% ультрафіолетових променів, які шкідливо впливають на килими і меблі

РК скло складається з декількох шарів. Внутрішній шар утворений сукупністю рідких кристалів і укладений між двома прозорими електричними провідниками на тонкій плівці. Зовнішні шари зроблені зі скла. Провідники пов'язані з джерелом струму. Панелі смарт-скла, виготовлені із застосуванням спеціальної звукопоглощающей плівки PVB, використовуються для акустичного зонування приміщень різного призначення.

Термографія. Один з важливих напрямків використання рідких кристалів - термографія. Ця методика заснована на простому принципі зміни температур. Хворий орган має відмінну температуру. Це викликано запальними процесами, під дією яких температура хворого органа буде або збільшуватися, або зменшуватися. Саме термограф вимірює температуру органів, а далі триває робота із хворим органом. Рідкокристалічну темографію проводять за допомогою рідких кристалів, які змінюють колір залежно від температури. Контакт термограмми отримують шляхом прикладання до поверхні тіла досліджуваної області плівки або паст з рідкокристалічним з'єднанням Термографія збирає величезну кількість інформації. Вона обробляється за допомогою комп'ютера, потім виводиться на друк у вигляді кольорової карти, що розшифровує лікар, що спеціалізується на термографії. Лікарі використовують її, щоб одержати точний діагноз, перевірити точність інших методів діагностики й для того, щоб управляти ефективністю застосовуваного лікування.

Рідкокристалічні індикатори. Підбираючи склад рідкокристалічного речовини, створюють індикатори для різних діапазонів температури і для різних конструкцій. Наприклад, рідкі кристали у вигляді плівки наносять на транзистори, інтегральні схеми і друковані плати електронних схем. Рідкокристалічні індикатори з'явилися недавно (70-ті роки) і стали широко застосовуватися в якості СОІ. Рідкі кристали (РК) являють собою органічні рідини, що мають подовжені стержнеобразние молекули. Розрізняють РК трьох видів: тіповсмісткі, нематичні і холестеричні.

Переваги РК-індикаторів полягають в наступному: - мала споживана потужність (110 мк. Вт/см2); - робота при високому рівні зовнішньої освітленості;- простота конструкції і технології виготовлення; - низька вартість, низька робоча напруга. До основних недоліків РК-індикаторів слід віднести вузький діапазон робочих температур (від -10 до +60 ° С), тривалі перехідні процеси, до того ж залежать від температури. Тож, завдяки таким індимкаторам для лікарів відкрились нові можливості: рідкокристалічний індикатор на шкірі хворого швидко діагностує приховане запалення і навіть пухлини