Давайте сегодня поговорим о кристаллах. Вы наверное, сразу спросите: в какие другие вещества, кроме поваренной соли, относятся к кристаллическим телам? Запомните — большинство встречающихся в природе и технике веществ имеет кристаллическую структуру.

Например, песчинка — тоже кристалл. Правда, по сравнению с поваренной солью её форма менее регулярна, но при увеличении в 100 миллионов раз мы тоже увидим упорядоченную сеть атомов кислорода (O) и кремния (Si). Все металлы (за исключением ртути), драгоценные камни (рубин, бриллиант, сапфир и т. д.), а также многие органические соединения (например, сахар) имеют кристаллическое строение.

Рассматривая под микроскопом кристалл поваренной соли (NaCl) и двуокиси кремния SiO2), мы сразу замечаем не только то, что они состоят из разных атомов, но и то, что атомы образуют неодинаковые пространственные решетки.

Именно кристаллическая решетка во многом обуславливает свойства различных веществ. Чтобы убедиться в этом, давайте ближе познакомимся с кристаллами углерода — наиболее распространенного в природе химического элемента. Одной из разновидностей чистого углерода является графит, а он вам хорошо известен. Я только напомню, что из графита изготовляют, между прочим, стержни карандашей и непроволочных резисторов.

Графит — очень мягкий, легкорас-квлываемый минерал, он хорошо поддаётся механической обработке. Какова кристаллическая решетка графита? При большом увеличении мы видим, что атомы углерода обраслабая. Вот почему даже при легком нажатии кусочек графита ломается. По шкале Мопса твёрдость графита равна 1, а у алмаза — второй разновидности углерода — наивысшая твёрдость 10 .

Чем это объясняется? Безусловно, кристаллической решеткой. В алмазе каждый атом углерода тесно связан с четырьмя соседними атомами, лежащими в вершинах правильной треугольной пирамиды (такая пирамида называется тетраэдром).

Обратите внимание на кристаллические решетки графита и алмаза, указанные ниже. Вы видите, что регулярное расположение атомов периодически повторяется в пространстве. Это значит, что если мы заглянем внутрь какого-нибудь кристалла, то в любом месте (сбоку, сверху или в центре) увидим такую же сеть атомов. Поэтому при описании строения какого-нибудь кристаллического тела можно рассматривать его наименьшую частичку, из которых как из кубиков можно построить целый большой кристалл. Физики охотно пользуются именно таким методом, а наименьшую частицу кристалла обычно называют элементарной ячейкой.

Вас, наверное, интересует, сколько существует видов кристаллических решеток. Конечно, очень много, но в зависимости от формы элементарной ячейки их объединяют а семь основных групп. Внешний вид элементарных ячеек показаны на приведенном рисунке. Вполне понятно, что в природе некоторые ячейки имеют посторонние примеси,т. е. инородные атомы, но от этого основные свойства частицы не меняются.

Чтобы лучше представить, как выглядят некоторые кристаллы, попробуйте построить из пластелина и спичек какую-нибудь модель кристаллической решетки. Интересно, получится ли у вас пространственная решетка графита или алмаза.

ПЕТР СЛОДОВЫ
Журнал “Горизонты техники для детей” №1-72г.