113 3

Kryształ makroskopowy swoim wyglądem nic zawsze przypomina komórkę elementarny. Jeżeli podczas krystalizacji w pewnych kierunkach kryształ rośnie szybciej. jak w innych, niektóre jego ściany mogą być bardziej wykształcone niż inne. Istotny właściwością kryształu jest równoległość odpowiednich ścian; tworzą one ze sobą zawsze takie same kąty. jak odpowiednie ściany w komórce elementarnej Kryształ makroskopowy spełniający prano staioici kątów nazywa się monokryształem Monokryształy rzadko spotyka się w przyrodzie, częściej występują połikrysz-tały. Pol i kryształ składa się / wielu bardzo małych monokryształów - krystalitów wymieszanych w sposób nieuporządkowany. Ze względu na brak wyróżnionych kierunków polikryształy zachowują się izotropowi), to znaczy ich właściwości fizyczne są takie same we wszystkich kierunkach w polikrysztalc. Monokryształy oczywiście wykazują właściwości anizotropowe, które są skutkiem osobliwości ich budowy wewnętrznej - nie wszystkie kierunki w sieci krystalicznej są równoważne • patrz ryc. 6.27).

Okresy sieci krystalicznej (stałe sieci) dla pierwiastków i prostych związków chemicznych wynoszą zaledwie kilka angstremów (I A= l(T^,0m). Dlatego nie można bezpośrednio obserwować sieci krystalicznych w mikroskopie optycznym ani nawet elektronowym Dopiero odkrycie dyfrakcji promieni rentgenowskich w kryształach (M. von Lauc. 1912). dostarczyło bezpośredniego dowodu istnienia *ieci krystalicznej. Jednocześnie udowodniło falową naturę odkrytego przez Roentgena promieniowania

Metody analizy strukturalnej kryształów

Do badań struktury kry ształów wykorzystuje się najczęściej zjawisko dyfrakcji promieni rentgenowskich, wiązek elektronów, neutronów. a w ostatnich latach strumieni jonów na elementach strukturalnych kryształu. Rozpatrzmy dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego. Długość fal tego promieniowania ma taki rząd wielkości. -*k długość stałych sieci. Zatem sieć krystaliczna działa na nie jak siatka interferencyjna na światło Ugięcie i interferencja promieniowania X na sieci krystalicznej prowadza do powstania maksimów interferencyjnych. Na podstawie położenia przc-'trzennego tych maksimów, ich liczby i natężenia można określić rozkład przestrzenny elementów budowy badanej sieci krystalicznej. Istnieje wiele metod wykorzystania tego zjawiska; jedna z nich to metoda odbicia promieni rentgenowskich od płaszczyzn sieciowych, zaproponowana przez W. H. i W. L. Braggów (ojca i syna. oni też jako pierwsi „rozszyfrowali" strukturę NaCI. KC1). przedstawiona na rycinie 6 26 a.

Wiązka promieni rentgenowskich pada na kryształ przez otworek w przegrodzie ołowiowej. Promienie te. oddziałując z powłokami elektronowymi lub jądrami atomowymi. są źródłem wtórnego promieniowania elektromagnetycznego. Promieniowanie to można traktować jako odbite od płaszczyzn sieciowych (ryc. 6.26 b). Po odbiciu od różnych warstw elementów strukturalnych sieci promienie interferują ze tobą. W zależności od relacji fazowych w pewnych kierunkach się wzmacniają, a w innych osłabiają, analogicznie jak ugięte na siatce dyfrakcyjnej fale światła. Jedynie dla pewnych kierunków padania a gdy promienie odbite wzmacniają się

113