20

«Кристалографія, кристалохімія та мінералогія»

1. Монокристали та полікристали.

2. Визначення твердості мінералів за шкалою Мооса.

3. Прості форми кристалів.

4. Класифікація кристалічних речовин за зв’язком між атомами та структурою.

5. Аморфні та кристалічні тверді тіла, їх фізичні властивості.

6. Ізотропія та анізотропія кристалів.

7. Опрерації симетрії в кристалах. Формули симетрії. Навести приклад.

8. Точкові групи. Приклад виведення точкової групи.

9. Просторові групи симетрії кристалічної решітки. Порядок запису символів просторової групи. Приклади.

10. Сингонії та категорії кристалів. Визначальні елементи симетрії в сингоніях.

11. Стереографічна проекція кристалів.

12. Гномостереографічна проекція кристалів.

13. Індекси вузлів атомів, індекси напрямів у кристалі, індекси площин кристалів.

14. Елементарна комірка кристалічного твердого тіла та її базис.

15. Типи решіток Браве та їх характеристики.

16. Обернена гратка та її властивості.

1. Монокристали та полікристали.

Кристалічні тіла ділять на дві групи: монокристали й полікристали

Монокристали – тверді тіла, частинки яких утворюють єдину кристалічну решітку. Зовнішня форма монокристалів одного виду може бути різною, але кути між відповідними гранями постійні – закон постійності кутів. Монокристалами є більшість мінералів. Крупні природні монокристали зустрічаються рідко (наприклад, лід, сіль, ісландський шпат). Багато монокристалів вирощують штучно.

Характерною особливістю монокристалів є анізотропія – залежність фізичних властивостей – пружних, механічних, теплових, електричних, магнітних, оптичних – від напряму. Це пояснюється тим, що густина розташування частинок кристалічної решітки в різних напрямках не є однаковою (рис. 6.7), що й приводить до відмінності властивостей кристалів уздовж цих напрямків.

Тверді тіла, що мають дрібнокристалічну структуру, тобто що складаються з безлічі довільно орієнтованих кристалічних зерен (наприклад, гірські породи, метали, сплави), називають полікристалами. У полікристалах анізотропія спостерігається тільки для окремих дрібних кристалів, але їх різна орієнтація призводить до того, що властивості полікристала по всіх напрямках в середньому однакові.

2. Визначення твердості мінералів за шкалою Мооса.

Шкала твердості по Моосу − десятибальна шкала мінеральної твердості, стійкості до подряпин більш м'яких матеріалів перед більш жорсткими.  Твердість окремих мінералів не є пропорційною і не змінюється лінійно, але має порівняльні характеристики. Мінерали у шкалі розташовані від самого м'якого до самого твердого. Кожен мінерал може подряпати мінерал, який передує йому за шкалою (м'якший) і може бути подряпаний наступним після нього за шкалою (більше твердим). Це тільки приблизна шкала, класифікація мінералу, який зможе подряпати поверхню іншого мінералу, відповідного до його твердості. Наприклад, якщо подряпати поверхню мінерального кварцу, то матеріал, що дряпає, може мати таку ж твердість. Якщо випробуваний мінерал зможе подряпати кварц і не зможе подряпати сам себе, тоді твердість зразка вважається щонайменше 7,5.

 

Твердість мінералів має анізотропію, тобто вона може бути різною в різних напрямках, наприклад: мінеральна твердість кіаніту – уздовж найбільшої кристалографічної вісі має твердість по Моосу приблизно 3,5 і перпендикулярно до цієї вісі твердість збільшується приблизно до 7.

Мінералогічна шкала твердості (шкала Мооса)

Еталонний мінерал	Твердість	Оброблюваність	Інші мінерали з аналогічною твердістю
Тальк	1	Дряпається нігтем	Графіт
Гіпс	2	Дряпається нігтем	Хлорит, галіт
Кальцит	3	Дряпається ножом	Біотит, золото, срібло
Біотит, золото, срібло	4	Дряпається ножом	Доломіт, сфалерит
Апатит	5	Дряпається ножом	Гематит, лазурит
Ортоклаз	6	Дряпається напильником	Опал, рутил
Кварц	7	Піддається обробці алмазом, дряпає скло	Гранат, турмалін
Топаз	8	Піддається обробці алмазом, дряпає скло	Берил, шпінель
Корунд	9	Піддається обробці алмазом, дряпає скло	-
Алмаз	10	Ріже скло	-