Img00029 (2)

33

międzycząstkowymi cząsteczki gazu w chaotycznym ruchu cieplnym zderzają się ze ściankami naczynia, wywołując zjawisko odczuwane jako ciśnienie gazu.

Oziębienie ciała lotnego prowadzi do przewagi sił międzycząsteczkowych i zmiany stanu skupienia ciała z lotnego na ciekły. Dalsze oziębianie prowadzi do dalszego zbliżenia i silniejszego powiązania cząsteczek, przy czym najczęściej następuje ich przestrzenne uporządkowanie i utworzenie struktury krystalicznej.

1.4. BUDOWA CIAŁ STAŁYCH

1.32.    Mówiąc o budowie ciał stałych rozumie się przez to sposób rozmieszczenia atomów (jonów, cząsteczek) tych ciał w przestrzeni. Ciała stałe różnią się od cieczy i gazów tym, że ich atomy znajdują się w ściśle określonych pozycjach względem siebie. Położenia węzłowe z ulokowanymi w nich atomami mogą tworzyć regularną sieć geometryczną lub nie wykazywać żadnej regularności. W pierwszym przypadku mamy strukturę krystaliczną, w drugim zaś - strukturę bezpostaciową, zwaną amorficzną.

Struktura krystaliczna

1.33.    Znakomita większość ciał stałych ma strukturę krystaliczną. Tak uporządkowanej strukturze przestrzennej odpowiada zwykle najmniejsza wartość energii swobodnej. Każdą taką strukturę tworzy zespół wielu identycznych wielościanów (komórek elementarnych), powtarzających się regularnie we wszystkich kierunkach. W sieci przestrzennej krawędzie komórek elementarnych przecinają się w punktach zwanych węzłami sieciowymi. Na rysunku 1.33-la pokazano przykładowo przyporządkowanie atomów najprostszej, regularnej komórce elementarnej. W każdym z węzłów sieci znajduje się atom, do komórki przyporządkowane jest 1/8 każdego z 8 atomów, a więc w przypadku tego typu siatki krystalicznej liczba komórek elementarnych równa jest liczbie atomów w sieci. Gdy komórka ma dodatkowo obsadzony atomami środek, środki ścian, względnie środki podstaw, mamy do czynienia z komórką przestrzennie centrowaną, płasko centrowaną, względnie komórką o centrowanej podstawie.

Na rysunku 1.33-1 pokazano modele i uproszczone schematy komórek elementarnych typu regularnego przestrzennie (b) i płasko centrowanych (c) oraz typu heksagonalnego (d).

Kształt i rozmiary komórki elementarnej określane są przez tzw. stałe sieciowe, którymi są długości krawędzi komórki: a, b, c oraz kąty: a, p, y między tymi krawędziami. Biorąc pod uwagę różne możliwe wartości stałych sieciowych oraz symetrię sieci przestrzennych wyróżnia się 7 głównych rodzajów sieci, zwanych układami krystalograficznymi (tabl. 1.33-1). Pojawienie się nowych atomów w środkach ścian lub w środku objętości równoległościanu nie zmienia symetrii sieci,