структура каких материалов характеризуется дальним порядком

Структура каких материалов характеризуется дальним порядком

Дальний и ближний порядок

Атомы, из которых состоят все тела, конечно, нельзя считать твердыми шарами. И тем не менее простые геометрические соображения помогают разобраться в строении вещества.

Рис. 6. Рисунки из атласа Р. Ж. Гаюи, изданного в начале XIX века

Впервые геометрический подход использовал еще в 1611 г. немецкий ученый И. Кеплер, высказавший предположение о связи шестиугольной формы снежинок с плотнейшими способами упаковки шаров. М. В. Ломоносов дал в 1760 г. первое изображение плотнейшей кубической шаровой упаковки и объяснил таким образом форму кристаллических многогранников. А французский аббат Р. Ж. Гаюи в 1783 г. заметил, что любой кристалл можно составить из множества повторенных частей (рис. 6). Правильную геометрическую форму кристаллов он объяснил тем, что кристаллы построены из одинаковых маленьких «кирпичиков». Наконец, в 1824 г. немецкий ученый А. Зибер предложил модель кристалла из регулярно расположенных маленьких сфер, взаимодействующих подобно атомам. Плотная упаковка таких сфер соответствует минимуму потенциальной энергии их взаимодействия.

Рис. 7. С помощью правильных пятиугольников невозможно заполнить всю плоскость без просветов

Рис. 8. Строение кварца (а) и стекла (б)

Интересные опыты по выяснению структуры аморфных тел проделал в 1959 г. английский ученый Дж. Бернал. Одинаковые шарики из пластилина были беспорядочно сложены и спрессованы в сплошной ком. Когда их потом разобрали, оказалось, что многогранники, в которые превратились шарики, обладают преимущественно пятиугольными гранями. Такие же опыты проделывали и с круглыми свинцовыми пулями. Если пули до сжатия укладывались наиболее упорядоченно и плотно, то после деформации образовывались почти точные ромбододекаэдры, а если их насыпали случайно, получались неправильные четырнадцатигранные тела. При этом встречались четырехугольные, пятиугольные и шестиугольные грани, но преобладали пятиугольные.

Рис. 10. Колония вирусов также обладает свойством симметрии (фотография сделана с помощью электронного микроскопа)

Симметрия 5-го порядка очень распространена в биологических объектах. На рис. 10 представлена электронно-микроскопическая фотография колонии вирусных частиц. Не правда ли, имеется полное сходство с пентагональной упаковкой шаров, показанной на рис. 5? Палеонтологи даже используют наличие осей 5-го порядка в ископаемых объектах для доказательства их биологического (а не геологического) происхождения. Видите, как далеко увели нас следы на песке.

Источник

Понятие ближнего и дальнего порядка

Степень упорядоченности твердых растворов определяется ближним и дальним порядком расположения частиц в кристалле. Регулярность положения частиц в межатомных масштабах (1-10 Å) называют ближним порядком, а регулярность на неограниченно больших расстояниях – дальним порядком.

Наличие ближнего и дальнего порядка обусловлено взаимодействием между частицами: чем оно сильнее, тем более выражен порядок. В газе ближний и дальний порядок отсутствуют, в жидкостях и аморфных телах есть только ближний порядок, в кристаллах присутствуют оба вида порядка. В последнем случае основными признаками дальнего порядка является кристаллическая решетка и кристаллографическая симметрия. Наличие дальнего порядка в кристалле означает, что строгая закономерность чередования атомов в решетке не нарушается при рассмотрении всего объема кристалла. В квазикристаллах присутствует некристаллографический (нетрансляционный) дальний порядок. В жидких кристаллах дальний порядок наблюдается только во взаимном согласовании ориентации молекул. Дальний порядок может присутствовать и в ориентации электрических диполей (сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики) и магнитных моментов (магнитное упорядочение).

Степень дальнего порядка связана с вероятностью расположения атомов в соответствующих им узлах. S = (p—p_min) / (p_max—p_min), где p –вероятность расположения атомов каждого сорта в соответствующих им узлах, p_maxиp_min– то же для идеально упорядоченной и полностью неупорядоченной структур.

Характер упаковки атомов в твердом теле определяют понятием ближнего порядка. Поэтому говорят, что полимер имеет жидкостную структуру, которая характеризуется наличием ближнего порядка. В полимере понятие ближнего порядка относится не к молекулам, а к их сегментам, которые образуют ассоциаты (узлы флуктуационной сетки) с наиболее выраженным ближним порядком. В низкомолекулярной жидкости регулярность в расположении молекул существует только между соседними молекулами; уже на расстоянии 4 или 5 молекулярных диаметров эта регулярность полностью исчезает. В полимерах размеры упорядоченных областей могут быть много больше.

Дата добавления: 2016-02-04 ; просмотров: 2218 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Дальний порядок и ближний порядок

Полезное

Смотреть что такое «Дальний порядок и ближний порядок» в других словарях:

ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК — ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК, наличие пространственной корреляции микроструктуры вещества: корреляция в пределах всего микроскопического образца дальний порядок; корреляция в области с конечным радиусом ближний порядок. То есть дальний… … Энциклопедический словарь

ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК — характерная для кристаллов строгая повторяемость во всех направлениях одного и того же структурного элемента (атома, группы атомов, молекулы и т. п.) на протяжении сотен и тысяч периодов кристаллической решетки (в отличие от аморфных твердых тел… … Большой Энциклопедический словарь

Дальний порядок — Дальний порядок упорядоченность во взаимном расположении атомов или молекул в веществе (в жидком или твёрдом состоянии), которая (в отличие от ближнего порядка) повторяется на неограниченно больших расстояниях. Дальним порядком в… … Википедия

дальний порядок — [long range order] закономерное расположение атомов или молекул в твердых телах и жидкостях на неограниченно больших расстояниях в пределах всего макроскопического образца. Дальний порядок характерен для правильных кристаллических тел, металлов и … Энциклопедический словарь по металлургии

ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК — см. в ст. Ближний и дальний порядок … Большой энциклопедический политехнический словарь

БЛИЖНИЙ И ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК — хар ка упорядоченности расположения атомов (молекул) в в ве или отд. макромолекуле. Ближний порядок характерен для аморфных в в (твёрдых и жидких); в этом случае упорядоченное расположение атомов наблюдается в пределах расстояний, близких к… … Большой энциклопедический политехнический словарь

дальний порядок — характерная для кристаллов строгая повторяемость во всех направлениях одного и того же структурного элемента (атома, группы атомов, молекулы и т. п.) на протяжении сотен и тысяч периодов кристаллической решётки (в отличие от аморфных твердых тел… … Энциклопедический словарь

ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК — характерная для кристаллов строгая повторяемость во всех направлениях одного и того же структурного элемента (атома, группы атомов, молекулы и т. п.) на протяжении сотен и тыс. периодов кристаллич. решётки (в отличие от аморфных тв. тел и… … Естествознание. Энциклопедический словарь

ДАЛЬНИЙ И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК — упорядоченность в расположении структурных ч ц в ва (атомов, молекул, ионов), в ориентации их магн. и дипольных электрич. моментов и т. п. Упорядоченность на расстояниях, сравнимых с межатомными, наз. ближним порядком, а упорядоченность,… … Физическая энциклопедия

Ближний порядок — Ближний порядок упорядоченность во взаимном расположении атомов или молекул в веществе, которая (в отличие от дальнего порядка) повторяется лишь на расстояниях, соизмеримых с расстояниями между атомами, то есть ближний порядок это наличие… … Википедия

Источник

ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК

Полезное

Смотреть что такое «ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК» в других словарях:

ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК — характерная для кристаллов строгая повторяемость во всех направлениях одного и того же структурного элемента (атома, группы атомов, молекулы и т. п.) на протяжении сотен и тысяч периодов кристаллической решетки (в отличие от аморфных твердых тел… … Большой Энциклопедический словарь

Дальний порядок — Дальний порядок упорядоченность во взаимном расположении атомов или молекул в веществе (в жидком или твёрдом состоянии), которая (в отличие от ближнего порядка) повторяется на неограниченно больших расстояниях. Дальним порядком в… … Википедия

Дальний порядок и ближний порядок — упорядоченность во взаимном расположении атомов или молекул в твёрдых телах и жидкостях. Упорядоченность на расстояниях, сравнимых с межатомными, называется ближним порядком, а упорядоченность, повторяющаяся на неограниченно больших… … Большая советская энциклопедия

дальний порядок — [long range order] закономерное расположение атомов или молекул в твердых телах и жидкостях на неограниченно больших расстояниях в пределах всего макроскопического образца. Дальний порядок характерен для правильных кристаллических тел, металлов и … Энциклопедический словарь по металлургии

ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК — см. в ст. Ближний и дальний порядок … Большой энциклопедический политехнический словарь

БЛИЖНИЙ И ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК — хар ка упорядоченности расположения атомов (молекул) в в ве или отд. макромолекуле. Ближний порядок характерен для аморфных в в (твёрдых и жидких); в этом случае упорядоченное расположение атомов наблюдается в пределах расстояний, близких к… … Большой энциклопедический политехнический словарь

дальний порядок — характерная для кристаллов строгая повторяемость во всех направлениях одного и того же структурного элемента (атома, группы атомов, молекулы и т. п.) на протяжении сотен и тысяч периодов кристаллической решётки (в отличие от аморфных твердых тел… … Энциклопедический словарь

ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК — характерная для кристаллов строгая повторяемость во всех направлениях одного и того же структурного элемента (атома, группы атомов, молекулы и т. п.) на протяжении сотен и тыс. периодов кристаллич. решётки (в отличие от аморфных тв. тел и… … Естествознание. Энциклопедический словарь

ДАЛЬНИЙ И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК — упорядоченность в расположении структурных ч ц в ва (атомов, молекул, ионов), в ориентации их магн. и дипольных электрич. моментов и т. п. Упорядоченность на расстояниях, сравнимых с межатомными, наз. ближним порядком, а упорядоченность,… … Физическая энциклопедия

Ближний порядок — Ближний порядок упорядоченность во взаимном расположении атомов или молекул в веществе, которая (в отличие от дальнего порядка) повторяется лишь на расстояниях, соизмеримых с расстояниями между атомами, то есть ближний порядок это наличие… … Википедия

Источник

Дальний порядок и ближний порядок в веществе

В кристаллах атомы расположены правильными рядами, сетками (пространственными решётками) и правильное чередование атомов на одних и тех же расстояниях друг относительно друга повторяется для сколь угодно отдалённых атомов, т. е. существует дальний порядок и ближний порядок. Основные признаки дальнего порядка — симметрия и закономерность в расположении частиц, повторяющаяся на любом расстоянии от данного атома. Наличие дальнего порядка и ближнего порядка обусловлено взаимодействием между частицами.

Понятия дальний порядок и ближний порядок важны для теории сплавов, где они характеризуют степень упорядочения сплава, например в сплаве из двух компонентов при полном упорядочении атомы двух сортов чередуются, то есть каждый атом окружен ближайшими соседями только из атомов другого сорта. Неполный порядок проявляется в том, что среди соседей появляются атомы того же сорта. Полностью упорядоченное состояние возможно только при абсолютном нуле, т. к. тепловое движение нарушает порядок. В зависимости от тепловой и механической обработки в сплаве могут быть достигнуты разные степени упорядочения; при этом меняются также и физические свойства сплава.

Дефекты кристаллической решетки

Кристаллов с идеальным строением в природе не существует. В реальных условиях всегда наблюдаются те или иные дефекты структуры. Основные виды дефектов представлены на рисунке 1.9.

Рисунок 1.9 – Дефекты кристаллической решетки. а – отсутствие атома в узле решетки; б – атом другого вида в узле решетки; в – краевая дислокация; г – винтовая дислокация.

Дефекты а и б относятся к точечным видам дефектов, в и г – к протяженным. Также к точечным дефектам относятся границы зерен и субзерен. Помимо указанных на рисунке 1.9, в материале могут встретиться такие дефекты как поры и трещины.

Некоторые кристаллические вещества могут обладать свойством полиморфизма. Полиморфизм – это способность твердых веществ образовывать не одну, а две и более кристаллические решетки, устойчивые при различных температурах и давлениях.Данные виды кристаллических решеток называют полиморфными формами или аллотропными модификациями вещества. Модификацию, устойчивую при нормальной или более низкой температуре принято называть (альфа) модификация, модификации, устойчивые к более высокой температуре обозначают буквой (бета), (гамма) и т.д. Полиморфизм широко распространен среди технических материалов и имеет важное значение для их обработки и эксплуатации. Практический интерес, например, представляет полиморфизм углерода – существование его в виде алмаза и графита. Если первый твердый и электрический ток не проводит, то второй является мягким материалом и хорошим полупроводником.

Источник