СТРУКТУРА.

Тщательное изучение химического состава земной коры, а также воздушной и водной оболочек нашей планеты позволило установить, что имеется порядка 100 основных простых веществ, которые не поддаются дальнейшему разложению химическими методами, им дали название элементов. Правда, роль этих элементов в строении земной коры весьма различна. Наибольшее распространение имеют следующие элементы (в процентах):

На долю всех остальных элементов вместе взятых приходится менее одного процента. Тем не менее в определенных участках они могут скапливаться в столь существенных количествах, что это позволяет легко их добывать и практически использовать, благодаря чему такие элементы имеют гораздо большее значение, чем следовало бы ожидать, исходя лишь из их процентной доли в составе земной коры. При нормальном давлении и обычной температуре элементы находятся преимущественно в твердом, реже— в жидком или газообразном состоянии. В природе лишь немногие элементы встречаются в свободном виде (среди драгоценных камней к числу самородных элементов относится только алмаз, представляющий собой элементарный углерод). В большинстве своем, стремясь взаимно дополнить друг друга, они образуют путем сочетания между собой двух или нескольких атомов разных элементов новые вещества, называемые химическими соединениями. В то время как элементы состоят из атомов одного-единственного вида, соединения построены из молекул, содержащих атомы двух или более видов.

Легко вступают между собой в соединения металлы и неметаллы, например, железо с серой образует пирит, цинк с серой — сфалерит. Такого рода соединения с серой называются сульфидами.

Аналогично этому кальций и натрий часто образуют соединения с фтором и хлором, объединяемые под названием галогенидов; примером их служит соединение кальция с фтором — флюорит, или плавиковый шпат.

При соединении металлических элементов с кислородом образуются окислы; так, кремний с кислородом дает кварц, алюминий с кислородом — корунд.

Соединения элементов могут находиться в трех фазовых состояниях — газообразном, жидком или твердом; вследствие этого они часто весьма существенно отличаются от составляющих их элементов: например, твердофазный элемент— металл алюминий образует с газообразным элементом кислородом очень твердый минерал корунд.

Каждый элемент состоит из материальных частиц с характеристической массой — атомов, которые построены из электроположительного атомного ядра и закономерно расположенных вокруг него отрицательно заряженных электронов.

Если элементы находятся в газообразном или жидком состоянии, то атомы или молекулы свободно движутся относительно друг друга, в твердых же элементах они как бы сцеплены между собой.

Сказанное об элементах в равной мере относится и к соединениям. В твердом состоянии атомы удерживаются вместе силами так называемых координационных связей. Существуют два типа пространственного расположения атомов под действием этих сил:.

1) атомы или группы атомов расположены на определенных взаимных расстояниях и в строгом порядке;.

2) межатомные расстояния и взаимное расположение атомов либо их групп не упорядочены или только частично упорядочены.

Первый случай отвечает кристаллическому строению, второй— некристаллическому, аморфному состоянию вещества. По этому свойству, то есть по кристалличности или аморфности, нельзя различать тела природного и искусственного происхождения, а применительно к драгоценным камням — природные камни и камни синтетические.

Кристаллическая решетка в изображении на плоскости может быть представлена как закономерная повторяемость неких простых основных мотивов и в связи с этим обладает известной симметрией. Но в целом расположение атомов в решетке является пространственным (объемным) и также симметричным.

Кристаллы, с одной стороны, однородны по составу, а с другой стороны, им присуще свойство векториальности, иными словами— не во всех направлениях они одинаковы. Например, диагональные расстояния между составляющими их атомными частицами могут отличаться по величине от горизонтальных или вертикальных. Принято говорить, что кристаллическое состояние характеризуется наличием анизотропии — неравнозначности физических свойств во всех направлениях.