Форма и структура кристаллов

Форма и структура кристаллов

а. Кристалл и стекло.
За исключением опала, все минералы, используемые в ювелирном деле, отличаются от стекла и подобных ему веществ тем, что они являются кристаллическими веществами; другими словами, их атомы образуют правильную структуру.
Смысл олов «кристалл» («кристаллический») и «стекло» («стекловатый»), употребляемых в научных описаниях, значительно отличается от обычного их смысла. Первое из них происходит от греческого xpwog, что означает лед, и одно время это слово использовалось в английском языке именно в таком смысле. Например, в староанглийском переводе Псалтири читаем: «Не sendis his kristall as morcels»
(в русском переводе; «Бросает град свой кусками» — Псалом 147, стих 6). Оно применялось также для обозначения прекрасных блестящих кусков кварца, которые попадались среди покрытых вечными снегами горных вершин Альп; эти куски были настолько прозрачны, что, по свидетельству Плиния
, их считали состоящими из воды, которая застыла под действием.
сильнейшего мороза, царящего в тех районах. Сегодня мы тоже говорим «кристаллы кварца», но уже в современном обычном значении. Однако, когда первые исследователи обнаружили, что раствор соли, испаряясь, оставляет после себя скопления тонких сверкающих призм, очень похожих одна на другую, они, естественно (хотя, как мы теперь знаем, ошибочно), восприняли их как ещэ одну форму затвердевшей воды и назвали это вещество уже известным словом — «кристалл». Последующие исследования показали, что как эта выпавшая из раствора соль, так и минеральные вещества, встречающиеся в природе и часто имеющие плоские грани, обладают, как правило, важным свойством закономерного расположения составляющих их атомов; поэтому наука определяет «кристалл» как материальное тело, в котором структура повсюду одинакова, а все близкие по характеру атомы, входящие в его состав, располагаются в этой структуре одинаковым образом.
Другое слово «стекло» — еще обыкновеннее; этим словом обозначают прозрачное, блестящее, твердое и хрупкое вещество, образующееся при плавлении песка в смеси с содой или с поташем (или и с тем, и с другим). Стекло вставляют в оконные рамы, оно используется и для множества других целей. Исследования показали, что в стекле, таком, казалось бы, однородном по внешнему облику, нет закономерного расположения атомов. В действительности стекло представляет собой трехмерную мозаику атомов, как-то собранных вместе, но настолько незакономерно, что это их случайное расположение создает видимость совершенно правиль-пого устройства. Наука использует слово «стекло» в этом широком значений. По сути дела, два вещества могут иметь один и тот же химический состав, Но одно будет кристаллическим, а другое — стекловатым. Например, кварц, если его нагревать до высокой температуры, может расплавиться и превратиться в стекло. Различие между двумя типами структур можно сравнить с различием мёжДу батальоном солдат, выстроенных для парада, и простой толпой людей.
В природе встречаются разные виды стекла. Раньше всех стал известен обсидиан, который представляет собой стекло, образовавшееся при быстром остывании лавы, извергавшейся из действующего вулкана. Под названием «тектиты» объединяются таинственные кусочки зеленоватого стекла, обнаруженные в разных местах земного шара и известные как молдавйт, австралит или биллитонит (по названию местности). Поскольку тектиты встречаются далеко от вулканических районов, они, очевидно, отличаются от обсидиана по происхождению. По их характерной форме можно предположить, что они попали на земную поверхность, пройдя через атмосферу, т. е. что они появились из внешнего пространства, однако они отличаются по. составу и физическим характеристикам от всех известных метеоритов, и никто никогда не видел, чтобы они падали с неба. Происхождение стекол-кремней, найденных в Ливийской пустыне (Северная Африка) в виде крупных кусков, все еще неизвестно. Стекла-кремни гораздо более неправильной формы, встречающиеся близ некоторых метеоритных кратеров,— это результат плавления песка под действием тепла, выделяющегося при падении крупных метеоритов. Можно считать, что как тектиты, так и стекла-кремни Ливийской пустыни образовались при сильном нагреве, но источник тепла остается пока неизвестным.
Класс минералов, не относящихся ни к кристаллическим, ни к стекловатым, представлен опалом. Когда горячие подземные воды с растворенным в них кремнеземом достигают поверхности, из них благодаря

Продолжение здесь