Минерали и Кристали

ХАОС И РЕД – МИНЕРАЛИ И КРИСТАЛИ

ХАОС И РЕД – МИНЕРАЛИ И КРИСТАЛИ

Хаос и ред, всеки знае за така наречения „ефект на пеперудата“, който описва какво означава хаосът в областта на науката: малките причини могат да привлекат значителен ефект върху себе си, така че прогнозите за развитието на системите са почти невъзможни. Времето е толкова чувствително към промени, че по принцип пърхането с крилете на пеперуда в Париж може да повлияе на времето в Ню Йорк.

Въпреки че учените успяват да правят все по-добри прогнози за научното изследване на хаоса, той ни показва границите на това, което можем да узнаем за бъдещето. Когато за системите, които са толкова чувствителни към промени, не могат да се направят дългосрочни прогнози, тогава имаме наличие на хаотично поведение. Свят е пълен с хаос, но често редът се получава от само себе си.

Разнообразието на нашия свят се формира от взаимодействието на много различни играчи: елементарните частици, които образуват атомите и молекулите, сложните молекули, заедно с биологичните клетки, и от взаимодействието на клетките в органите до формирането в крайна сметка на сложни организми.
Физиците работят с теории, компютърни симулации и експерименти, за да изследват появата на новите елементи и явления. В основата на всичко това не лежи нищо друго освен разнообразието на нашия свят.

Има ли разлика между кристалите

 

Бих желал да внеса едно подробно описания относно химичните структури на минералите с изградени три структури – природни, органични и химични съединения (последните са вид химични елементи в резултат на геоложки промени). При структурните камъни кристалните атомите са разположени плътно един до друг и образуват кристална решетка с определено подреждане и имат характерни геометрични форми, за по накратко – кристални решетки.

При органичните –  аморфните, техните атоми нямат определено подреждане. Те са колоидни (колоидно-дисперсни) минерали с приета аморфна структура при рентгенографски и електронографски изследвания също показват кристално устройство, но при тях тези структури са с много по-малки размери. Това са така наречените фосили.

При химичните видове – органичните, втвърдени смоли или блатни съединения – кехлибар, гагат и други.

От Хаосът – липсата на определено подреждане се ражда Редът. Еволюция позната при създаването на Вселената. Редът от своя страна създава определени закони (форми), обединени в различна подредба на атомите. Един от вселенските – херметични закони гласи – Всичко вибрира, всичко е в движение. На база този закон е взаимодействието между минерали с кристални структури и колоидните, както и органичните.

Химическия състав и вътрешната структура (кристална решетка) на минералите определят физическите свойства на съответния кристал – външна форма, твърдост, цепителност, лом, относително тегло, а също така и съответните оптични свойства.

Структурата на минералите и скъпоценните камъни описва начина на подредба в пространството на атомите, които ги изграждат.

За кристална структура говорим, когато атомите, йоните или молекулите са подредени в пространството по определен начин (кристална решетка), характеризиращ се с повтаряемост и определена симетрия. В противовес на това е аморфната структура, характеризираща се с липсата на подреденост и повтаряемост.

Примери за материали с кристална структура са повечето минерали и скъпоценни камъни – диамант, берил, кварц, турмалин и т.н. Аморфна структура имат опала, кехлибара, обсидиана, стъклото (включително т.н. “кристално” стъкло).

Основна разлика между кристалните и аморфните материали, освен подредбата на техните атоми е следната: при материалите с кристална структура определени физични (механични, оптични, електрически и др.) свойства често се проявяват по различен начин в различните направления на кристалната структура.

Това качество се нарича анизотропност. При аморфните материали, свойствата се проявяват по еднакъв начин без да зависят от направлението в пространството, т.е. наблюдава се изотропност.

Проява на анизотропност е оптическата характеристика плеохроизъм (дву- и трицветност) – изменение на цвета на скъпоценния камък или неговата интензивност в зависимост от направлението на падащата светлина по отношение осите на симетрия, или с други думи – погледнати от различен ъгъл камъните имат различен цвят или интензивност на цвета. Пример за камъни със силно изразен плеохроизъм са рубин, сапфир, танзанит.

Минералите и скъпоценните камъни допълнително могат да се разделят на такива с монокристална (макрокристална) и микрокристална структура. Микрокристалната структура се характеризира от микроскопични кристалчета, имащи всички характеристики на макрокристала, но самите те са свързани хаотично помежду си и изграждат съответния камък като агрегат и могат да се наблюдават единствено при много голямо увеличение, напр. с микроскоп.

Характерно при това е, че някои минерали съществуват и с монокристална и микрокристална структура. Например кварцът може да израства в големи (видими с просто око) до огромни монокристали (планински кристал, аметист, цитрин), или да съществува в микрокристална форма (халцедон с неговите разновидности ахат, оникс, хелиотроп, яспис и т.н.).

Науката, изучаваща кристалната структура на телата, се нарича КРИСТАЛОГРАФИЯ. Кристалографията различава 7 кристални системи. Под кристална система се разбира комбинацията от оси на симетрия и ъглите на пресичане помежду им в кристалната решетка.

Твърдите тела – кристалите, имат определена кристална решетка и форма на атомно подреждане, при аморфните аморфните липсва от което следва, че два минерала, например планински кристал и кехлибар ще излъчват различни честоти – вибрации, в този случай настъпва липса на синхрон като цяло.

Липсата на такъв синхрон води до разнобой между споменатите два минерала като пример. Тоест, и двата имат своите феноменални свойства, но разликата в честотите ги прави на практика несъвместими, и това е причината да се избягва съседството на бижута с кристална структура и колоидни минерали за дълго време.

Предоставям една прекрасна част от статията – „Кристалите-тържеството на симетрията“
Кристалите са еднородни твърди тела, оградени с плоски стени, които са проява на закономерния им вътрешен строеж от подредени атоми, образуващи периодична тримерна пространствена опаковка, наречена кристална решетка.

Частиците – атоми, йони или молекули, които образуват пространствената кристална решетка са групирани в еднообразно ориентирани идентични една на друга елементарни клетки.
Всеки, който си е играл с магнитни топчета е усетил, че има само два начина за подреждането им стабилно: хексагонален (като пчелна пита) и кубичен.
Така е и с кристалните решетки. Всяка сфера обаче съдържа поне една частица – атом, йон или молекула.

Простите кристали са само с един атом в единичната клетка. В кристалите на неорганичните вещества могат да бъдат до 100 атома или молекули, а органичните съединения – до 100 000 атома на единичната клетка.

При кристалите, а те са съставени от повтарящи се, транслиращи се в пространството еднакви елементарни клетки, център на симетрия може да бъде всеки възел на елементарните клетки, в средата на ръбовете и центровете на страните им. Равнината на симетрия е също елемент на симетрията на кристалната решетка.

Според принципа на суперпозиция на симетрията, наречен на името на Кюри, когато наслагваме две или повече геометрични тела, в полученото тяло остават само тези елементи на симетрия, които са общи за съставящите го тела с отчитане на взаимното разположение.

Този принцип Кюри пренася и върху физичните явления и свойства на кристалите. В този случай явленията се разглеждат от две съставни части: външното действие и средата, която се подлага на това въздействие. Външното въздействие не само обуславя симетрията на средата, но и “създава” една или друга характеристика и определя нейната симетрия.

Симетрията на външните въздействия винаги е по-висока или равна от симетрията на средата. Така например кубът (група m3m) под псевдоскаларно въздействие (група ∞ /∞ ) придобива 432 симетрия, която е по-ниска от симетрията на въздействието. Може да се случи симетрията на кристала да съвпадне с симетрията на въздействието, но никога не се случва симетрията на кристала да е по-голяма от симетрията на въздействието.

Симетрията на дадено физично свойство трябва непременно да съдържа и симетрията на причината, която го поражда.
Едни и същи кристали с различна форма
Например елементарната клетка на кристала хаулит (готварска сол или натриев хлорид) е куб с осем хлорни йони (червените топчета) в ъглите и 6 в центровете на стените и 12 натриеви йони (черни топчета) в средата на ръбовете на куба и един – в центъра на куба. симетрия

Външният вид на кристала отразява точно симетрията, но не винаги формата на единичната клетка. Единичната клетка на солта е във формата на куб, но кристали на солта може да са както кубични, така и други форми на същия вид симетрия като октаедъра.

Цялата публикация може да прочетете ТУК

Теми #аморфни минерали #колоидни #колоидно-дисперсни минерали #кристални решетки #минерали и кристали #ред #хаос