> Энциклопедический словарь Гранат, страница 266 > Кристаллами назывались твердыя тела

Кристаллами назывались твердыя тела

Кристаллами назывались твердия тела, естественно проявляющияся в виде многогранников. Пока не получила большого развития химия и ея синтез, наблюдению любознательных людей такие тела были представлены преимущественно из извлеченных из недр земной коры, т. е. в виде окристаллизованных минералов. Это обстоятельство в черезвычайной степени связало К. с областью знания, относящеюся к таким телам, т. е. минералогией; но с течением времени преимущественно возрастало число кристаллов, полученных в химических лабораториях, пока не превзошло число минералов так подавляюще, что к настоящему времени кристаллографы в гораздо большей степени име- и)

и) Установлено единственное описание кристалла в древности, которое принадлежит Плинию и заимствовано у Ксснократа. Оно описывает форму кварца в таких словах: „Quare sexangulis nas-catnr lateribus, non facile ratio inveniri potest eo magis, quod neque mucronibus eadem species est, et ita laterura laevor, ut nulla id arte possit aequari“. В заимствовании от Bueclieler „Museum ftlr РЫ-lologie“, 1885, 40, 304 приводится Бененкампом в соч. „Statische und kinetische KristaLltheorien“ (1913).

гот дело с лабораторными кристаллами, чем с кристаллами минералов. Минералогия имеет дело исключительно с последними и притом не только в отношении их формы, которая в большинстве случаев и не представляет правильного огранения, а является неправильной и случайной, но и во всех других отношениях, а в особенности в отношении изучения условий их образования, т. е. генезиса. К. же имеет дело со всеми кристаллами совершенно независимо от условий их происхождения, но зато и только с ними, изучая все их свойства, именно как свойства кристаллических тел, не задаваясь относительно них никакими другими вопросами.

Со временем понятие о кристалле, или, точнее, о кристаллическом веществе, претерпело эволюции в смысле расширения, так как совокупность выяснившихся соотношений и открытых общих законов оказалась приложимою не только к твердым телам такой особой внешней формы, но более или менее ко всем твердым телам. Сначала исключения составляли только тела аморфные. Чтобы понять резкое различие между теми и другими, сравним свойства хотя бы каменной соли и стекла. На первый взгляд сходство между этими двумя безцветными и безукоризненно прозрачными телами может показаться очень большим, но стоит произвести с ними самый простой эксперимент, даже простое разбивание на части, чтобы увидеть глубочайшее различие. Стекло разбивается на кусочки самой неправильной формы, ограниченные поверхностями так называемого раковистого излома; соль же разбивается более или менее на кубики, или, точнее, прямоугольные параллелепипеды; прослезкивая происхозкде-ниф этих кусочков, мы найдем, что их грани в первоначальном виде все были строго параллельны, и, значит, их частицы должны были иметь правильное расположение друг относительно друга. В стекле мы никакими приемами не в состоянии открыть особых плоскостей и прямых линий; в соли же плоскости и нря-

595

Кристаллография.

5эемия раскрываются простым расколом, и притом раскрывшиеся прямия или находятся в этих плоскостях или к ним перпендикулярны. Такое свойство кристаллических тел называется спайностью и имеет в них такое распространение, что его можно отнести к числу общих свойств, хотя степень совершенства в его проявлении и весьма разнообразна для разных кристаллических тел, а иногда едва намечаются следы этого свойства. Но если для некоторых твердых тел в неправильных кусках мы и затруднимся по этому свойству решить вопрос о том есть ли вещество кристаллическое или аморфное, то в нашем распоряжении много других свойств,бесповоротно решающих этот вопрос.

Если сквозь кристалл исландского шпата посмотрим на какой-нибудь чертеж или надпись, то увидим, что они раздваиваются. Воспользовавшись поляризатором (прибором, пропускающим только прямолинейно-поляризованные лучи), и вращая его около глаза, мы заметим, что последовательно исчезает то одно, то другое изображение, причем окажется: для перехода от одного исчезновения до другого нужно повернуть как раз на прямой угол. Ясно, значит, что лучи, обусловливающие оба изображения, есть лучи, прямолинейно-поляризованные и притом в двух взаимноперпендикулярных направлениях. Это свойство называется двупреломлением кристаллов и также относится к общим свойствам, за исключением небольшой группы кристаллов кубической сингонии, к каковым относится и каменная соль. Но зато удалось так поставить опыт, что можно уловить и самые слабые следы проявления этого свойства во всех остальных кристаллах, почему им предпочтительно пользоваться перед всеми другими свойствами. Для проявления этого свойства пользуются так называемыми поляризационными микроскопами с различными к ним приспособлениями. Наконец, теперь открыт наиболее совершенный прием отличения однородных кристаллических частичек (хотя бы и относящихся к кристаллам кубической сингонии) действием узкого пучка рентгеновских лучей, вызывающих на фотографической пластинке явления интерференции этих лучей (смотрите кристаллическая структура).

Мало - по - малу все накоплявшийся опыт привел к тому, что кристаллическими оказались все вообще твердия тела х); свойства, первоначально открытия в немногих кристаллах, оказались общими для всех вообще. Но понятие об аморфных телах претерпело эволюцию как раз обратную той, какая имела место для кристаллических тел, т. е. в направлении постоянного сокращения вплоть до полного его устранения.

Нужно дать себе отчет в том, что кристаллическое вещество может быть в произвольной степени раздробляемо, и что со степенью этого раздробления и перемешивания свойства его изменяются; особенно резко это сказывается в высших степенях раздробления, когда величина раздробления приближает их к их элементарным частицам, из которых слагается каждое вещество; понятно, что вообще при неправильном перемешивании частичек кристаллического вещества, его основные свойства становятся все труднее и труднее уловимыми, покаприразмерахъниже тысячных долей миллиметра и вовсе выходят за пределы строгого констатирования непосредственными наблюдениями. Но в известных случаях все же еще остаются методы, и в особенности метод наращивания. До какого бы предела кристаллическое вещество не было раздроблено, но в пересыщенном растворе его частицы все-таки еще не теряют способности расти на счет материала, выделяющагося из раствора, а раз такое явление роста проявилось, его можно довести до состояния отчетливого наблюдения. 1

1) Но степень твердости может прфтерпеватг все возможные градации вплоть до таких, которые в общежитии считались бы типичным выражением жидкости. По определению Та.штна, твердия тела—это такия, которые превращаются в жидкость не непрерывно, а скачком (имеют строго определенную точку плавления). По Оствальду („Основы физической химии“, 145) жидкие кристаллы Леманна имеют такую строго определенную точку плавления.

В настоящих жидкостях особенно характерным для них свойством является свободная подвижность их частичек; но и это свойство весьма переменно в своих проявлениях, как мы можем видеть из примеров воды, соляных растворов, масл и смол. Высшим пределом наблюдаемой малоподвижности обладает стекло, на которое в настоящее время начинают смотреть не как на особое аморфное вещество, а как на раствор с наименьшей подвижностью частичек. Но даже для стекла ничтожная степень подвижности не дошла еще до полной неподвижности. Стекла со временем начинают затуманиваться, или, как выражают явление по существу, раскристаллизовываться. Можно в черезвычайной мере ускорить этот процесс посредством простого нагревания, отнюдь не доводя его даже близко к точке плавления.

При нагревании подвижность частиц проявляется именно в том, что его элементарные частички растут друг на счет друга, сливаясь в очень крупные и однородные, т. е. кристаллические части, а тогда, применяя общий метод проявления двупреломления, мы найдем даже, что образуются кристаллические части, принадлежащия разным веществам.

Изложенные соображения приводят к определению R как науки, имеющей своим объектом однородные тела, вообще признающияся за твердая, но некоторыми учеными (особенно немецким физиком Г. Леманном) допускается существование в кристаллическом виде и жидкостей (эти различия связаны с определением фаз твердой и жидкой).

Чтобы правильно понимать сделанное определение, нужно иметь в виду, что это определение отличается некоторою отвлеченностью и строго относится к телам идеализированным, так как реальные кристаллы всегда невполне однородны, и неоднородность бывает разного характера. Почти всегда кристаллы включают в себе некоторые посторонния частички, которыя, так сказать, составляют их загрязнение; при искусственной кристаллизации нередко требуются много

Кратные ея повторения, чтобы получить по возможности кристаллы безукоризненной чистоты. Но, кроме таких частичек, которые вообще можно открыть наблюдением под микроскопом, в состав кристаллов вообще входят еще, хотя и в очень небольшом количестве, как бы растворенные в них вещества. Такое введение красящих веществ, или пигментов, может сделать присутствие их весьма наглядным. Но есть и такие примеси, а именно тел, особенно близких между собою по кристаллографическим свойствам и называемых изоморфными, что на них вообще нельзя смотреть как на тела, для кристаллов посторонния, и которые часто могут входить в состав кристаллов во всевозможных пропорциях.

Из сделанного определения станет ясным, что К. входит в состав физики и является наукою основною не только по отношению к минералогии, но и, например, к химии и даже к некоторым отделам физики, которые имеют дело с кристаллами. Такое определение она получила однако в недавнее время; раньше же она связывалась как бы исключительно с минералогией, составляя ея подготовительную часть (эта аномалия проявляется и в настоящую минуту в виде постоянного соединения в одну кафедру обеих наук). С кристаллами минералов людям, конечно, пришлось иметь дело во все времена. Особенно же повсеместное распространение имеют кристаллы, и часто очень крупные, горного хрусталя, или, говоря общнее, кварца, по химическому составу кремневого ангидрита Si02. Становится понятным, почему это, часто совершенно безцветное вещество, безукоризненной прозрачности, явилось типом тел особенного рода, и почему присвоенное им еще греческими философами (Теофрастом и др.) название хриатаХХое, наравне со льдом, стало впоследствии нарицательным именем для этого разряда тел. Русское название хрусталь есть лишь то же измененное слово. Не могло не броситься в глаза, что тела одних и тех же свойств, проявляясь в виде кристаллов, отличаются поразительным постоянством форм, особенно в отношении величины углов между гранями, и трудно сказать, когда впервые закон этого постоянства был выражен с полною отчетливостью. Чаще всего это приписывают Николаю Стено (или Стенопу), жившему в XVII веке 1).