بلور بلور شکلی از ماده جامد است که در آن مولکولها ٬ اتمها و یونها با آرایشی منظم در کنار یکدیگر قرار دارد . تکرار این آرایش منظم در سه جهت فضایی سبب بزرگتر شدن بلور می شود . نظم بیرونی بلورها ٬ بر اثر نظم درونی آنهاست. بدلیل همین نظم ٬ سطحهای خارجی بلورها صاف و هموار هستند . این سطحهای صاف با یکدیگر زاویه هایی می سازند که اندازه های آنها در بلورهای یک ماده همواره ثابت است . یکی از راههای تشخیص بلورها ٬ از یکدیگر اندازه گیری زاویه بین سطحهای آنهاست . بلورها به شکلهای مکعب ٬ منشور ٬ هرم و چند وجهیهای مختلف هستند و معمولا" سطحها و زاویه های هر شکلی از آنها مشابه و قرینه یکدیگرند . تبلور بلورها بر اثر تغییر فشار و دما در محلولها ٬ مواد مذاب ٬ مواد جامدو بخار بوجود می آید . مثلا" بر اثر کاهش دما بلورهای برف ٬ از ابر و بلورهای نمک طعام از آب شور دریاچه های نمکی جدا می شوند . غلظت آب این دریاچه های شور ٬ بر اثر تبخیر یا کاهش دما ٬ به حالت اشباع و فوق اشباع در می آید و بلورهای نمک از آن جدا می شود . بلورهای تشکیل دهنده سنگهای آذرین از سرد شدن ماگما ( سنگهای ذوب شده درون زمین ) به وجود می آیند . بلورهای سنگهای دگرگون مانند سنگ مرمر از تاثیر دما و فشار زیاد بر سنگهای دیگر شکل می گیرند . به فرآیند تشکیل بلورها تبلور گفته می شود . هنگامی که دما یافشار تغییر می کند و یا تبخیر روی می دهد و شرایط مناسب تبلور ایجاد می شود ٬ اتمهای مواد به یکدیگر می پیوندند . این اتمها معمولا" در اطراف ذرات موجود در محیط جمع می شوند . این ذرات هسته تبلور نامیده می شوند . هسته تبلور از ذرات ناخالص یا بلورهای خرد شده یک ماده تشکیل می شود . گاهی نیز شماری از اتمهای ماده اصلی کنار هم قرار می گیرند و هسته تبلور را می سازند . اتمهای دیگر نیز به تدریج در اطراف این هسته جمع می شوند و با آرایشی منظم در کنار یکدیگر قرار می گیرند . کوچکترین واحد ساختاری منظم هر بلور را سلول اولیه آن بلور می نامند . دستگاههای بلورشاختی در طبیعت شکل سلول اولیه در بلور کانیهای مختلف تفاوت دارد . به طور کلی شش نوع سلول اولیه در نتیجه شش نوع بلور کانی وجود دارد . هر یک از این شش نوع بلور متعلق به یک دستگاه بلور شناختی است . دستگاههای بلور شناختی عبارتند از مکعبی ٬مربعی ٬راست لوزی ٬تک شیب ٬سه شیب ٬. شش وجهی . در دستگاه مکعبی هر سه محور ( سه جهت فضایی ) یا هم مساوی و بر هم عمود هستند مانند بلورهای نمک طعام و سولفید آهن . دستگاه مربعی :فقط دو محور با هم مساوی هستند اما اندازه محور سوم با آنها یکی نیست . این سه محور نیز بر هم عمود هستند . در این دستگاه ساده ترین بلور به شکل منشور است که سطح قاعده آن مربع است مانند بلورهای اکسید قلع و اکسید تیتان .
پاسخ : بلور شناسی انواع بلور انواع کریستالها بر حسب نیروهای بستگی بین اتمها و مولکولهای آنها یونی : این کریستالها ، کریستالهایی هستند که در آنها الکترونهای والانس از یک اتم به اتم دیگر انتقال داده شده و نتیجه کریستالی است که از یونهای مثبت و منفی تشکیل گردیده است. مانند NaCl. کووالانت : کریستالهایی هستند که در آنها الکترونهای والانس بطور یکسان بین اتمهای مجاور به اشتراک گذارده شدهاند. مانند الماس. فلزی : عناصر فلزی در حالت آزاد تشکیل کریستالهای فلزی میدهند که وجود تعداد زیادی الکترون آزاد در این کریستالها از مشخصات آنهاست. مولکولی : گازهای نادر و مولکولهای تکمیل شده در حالت جامد بوسیله نیروهای ضعیفی بنام نیروهای واندوالسی بستگی پیدا میکنند. تبصره : در اکثر کریستالها و بلورها ممکن است 2 یا چند پیوند اشاره شده در بالا شرکت داشته باشند. یک کریستال خوب از نظر اپتیکی ، کریستالی است که در داخل آن حباب ، یا رگه و ناخالصی خیلی خیلی کم باشد. انواع کریستالها بر حسب ساختار شبکهای برای دیدن عکس در اندازه اصلی اینجا کلیک کنید . اندازه اصلی 800x600 پیکسل میباشد شبکه براوه برای قرار دادن نقاط در شبکههای فضایی بطوری که تمام نقاط شبکه درست توسط همان نقاط مجاورشان احاطه شده باشند، فقط چهارده طریق که در هفت دسته تقارنی تعریف میشوند، وجود دارد که به شبکههای براوه معروفند. این هفت دسته به نامهای تری کلینیک ، مونوکلینیک ، اورتورمبیک ، تتراگونال ، مکعبی ، تری گونال معروفند. اجزا تقارنی که در این هفت دسته وجود دارند، به ترتیب زیر هستند: محور چرخشی ، صفحات تقارن ، نقطه انعکاسی ، نقطه انعکاسی چرخشی. شبکههای کریستالی C.P در این شبکهها ، لایهها طوری روی هم چیده میشوند که اگر لایه اول A و لایه دوم B باشد، لایه سوم ممکن است به یکی از دو صورت زیر قرار گیرد: درست بالای لایه A که به نام AB ، AB ، AB نامیده میشوند. دارای ساختمان هگزاگونال است و به H.C.P مشهور است. لایه سوم (C) در محل سومی چیده میشود که آن را به صورت ABC ، ABC ، … نشان میدهند که همان ساختمان مکعبی F.C.C است. انواع کریستالها از نقطه نظر اپتیکی کریستالها را از دیدگاه اپتیکی میتوان با توجه به ضریب شکست آنها تقسیم بندی کرد: در این تقسیم بندی ، با دو نوع کریستال ساده و دوشکستی برخورد میکنیم کریستالهای ساده : در این نوع کریستالها ضریب شکست ثابت بوده و دارای یک عدد معینی است. کریستالهای دوشکستی : کریستالهایی که برای یک پرتو تابش ، دو نوع شکست ایجاد میکنند، یعنی یک پرتو را به دو پرتو به نامهای (پرتو عادی و پرتو غیر عادی) تجزیه میکنند، کریستالهای دوشکستی نامیده میشوند. تبصره : ضریب شکستهای ی (ضریب شکست پرتو عادی) و (ضریب شکست پرتو عادی) به این صورت به دست میآیند که یک امتداد در نظر میگیریم، یک بار پرتو عادی را در این امتداد میزنیم و یک با هم پرتو غیر عادی را در این امتداد میاندازیم و ضریب شکست آنها را اندازه میگیریم. انواع کریستال دوشکستی کریستالهای دوشکستی خود به دو نوع مثبت و منفی تقسیم میشوند: کریستال دوشکستی مثبت است، هر گاه کریستال دوشکستی منفی است هر گاه کربنات کلسیم (سنگ گچ یا ) یک کریستال دوشکستی منفی است و کوارتز هم نمونهای از یک کریستال مثبت است. تبصره : کریستالهای دو شکستی میتوانند منبع تولید نور قطبی از نور غیر قطبی باشند (قطبشنور) که در زیر به نمونههایی از آنها اشاره میشود.
پاسخ : بلور شناسی منشور نیکول : با استفاده از این منشور نور غیر قطبی را به دو امتداد جدا از هم تبدیل میکنند که یکی پرتو عادی و دیگری پرتو غیر عادی است. تیغه ربع موج یا چارک موج : تیغه ربع موج از یک کریستال دو شکستی تشکیل شده است که میتواند قطبش خطی را به قطبش بیضوی یا دایروی تبدیل کند. تیغه نیم موج : این تیغه نور ما را نسبت به یکی از محورهای عمود بر هم (E یا D) قرینه میکند. کاربرد کریستالها بطور کلی امروزه کریستالها به شکلها منشور در انواع سیستمهای نوری از جمله اسپکترومترها ، فتومترها ، دوربینهای نجومی و لیزر و تداخل سنجها و ... بکار برده میشوند.
پاسخ : بلور شناسی سیر تحولی و رشد مطالعه بلورها به دوران یونانیها و رومیها و مطالعات کوارتزهای گوناگون ، توسط ننوفراستو و پلینیو ، باز میگردد. در سده هفدهم نخستین تلاشها برای توصیف نظم ساختاری بلورها به عمل آمد. رابرت هوک اظهار داشت که مشکل کوارتز را با فرض این که کوارتز از آرایش تناوبی کرههایی تشکیل شده باشد، میتوان توضیح داد. کریستیان هویگنس به منظور توصیف پدیده دو شکستی نور ، فرض کرد که کلسیت از آرایش تناوبی بیضیهای دوار تشکیل شده است. در سال 1784 ، ژنه ژوست هادی این فرض را مطرح کرد که در بلورها مولکولها در گروههایی به شکل متوازی السطوح قرار گرفتهاند. در آرایش فضایی این گروهها میتواند شکل بلوری ماکروسکوپیکی مشاهده شده را توضیح دهد. در سال 1827 اوگوست کوشی معادله مربوط به کشسانی را بدست آورد و با این مطالعات و با استفاده از بیست و یک پارامتر توانست شرح دهد، چگونه جسم جامد تحت اثر کنش خارجی معلوم کرنش میکند. او به مطالعات خود ادامه داد و دریافت که برای توصیف بلورها با توجه به طبیعت شبکهای آنها به پارامترهای کمتری نیاز است. پنج سال بعد توانست ارنست نویمن این نتیجهها را برابر مطالعه برهمکنش میان نورد ماده بر اساس مکانیک بکار برد. او فرض کرد که نور از ذرات خردی درست شده است. دانشجوی وی والدر سار فوگست که بعدها استاددانشگاه کوتینگتون شد، نخستین کسی بود که تمام اطلاعات و دستاوردهای مربوط به ارتباط میان خواص فیزیکی و ساختار بلورها را در تناوبی گرد آورد. بلورشناسی نوین در سال 1912 ، بلورشناسی نوین متولد یافت. در آن سال ماکس و گروهش تصویری از پراش پرتوهای ایکس توسط بلور 3ns بدست آوردند. این آزمایشها سرشت موجی پرتوهای ایکس را ، که ویلهم کنراد رونتگن در اواخر سده نوزدهم کشف کرده بود و همچنین آرایش تناوبی خوشههای اتمها را در دوران بلور به اثبات رساند. ویلیام لارش براک و پدرش ، ویلیام هنری براگ در همین زمینه به پژوهش پرداختند و معادله مشهور زیر را بدست آوردند: 2sinӨ = nλ که در آن d فاضله میان صفحهای خانواده معینی از صفحههای بلوری ، n که مرتبه بازتاب نامیده می شود، عدد طبیعی λ طول موج ایکس مورد استفاده و Ө زاویه فرود و زاویه بازتاب باریکه است. این معادله میگوید که کدام زاویه برای بازتاب با طول موج و خانواده صفحههای خاص مناسب است، بازتابهایی که از لحاظ هندسی مجازند در طبیعت یافت میشوند.
پاسخ : بلور شناسی بلور شناسی با پرتو ایکس اگر نمونهای از تک بلور را با استفاده از پرتوهای سفید ایکس ، پرتوهایی که نه یک طول موج ، بلکه گسترهای از طول موجها را در بردارد مورد مطالعه قرار دهیم. نقش خون لاوه بدست میآید تحت این شرایط در معادله 2dsinӨ = nλ میتواند مقادیری زیاد داشته باشد. اما Ө زاویهای میان پرتو فرودی و صفحه ، برای یک خانواده صفحات خاص مقداری ثابت است. معمولا طول موجی مانند λ وجود دارد که در معادله براگ صدق میکنند و بازتاب رخ میدهد. اگر نمونهای را با فیلم عکاسی یا آشکارسازی جدید دیگری احاطه کنیم. در نقاط مختلف روی فیلم لکههایی بدست می آوردیم که به پرتوهای بازتابیده از خانوادههای مختلف صفحات بلور مربوط میشوند. با پردازش این دادهها به طریق ریاضی به آنچه نقش پراشی را بوجود میآورد میتوان پی برد. در نتیجه ، ساختار میکروسکوپی بلور را معین میکند، یعنی میتوان فهمید شبکه بلوری این ساختار چگونه است و چه اتمهایی در تلاقی شبکهای قرار دارند . روش پودری برای مطالعه بلور شناسی توسط اشعه ایکس روشهای استاندارد دیگری هم وجود دارند که در این میان روش پودر از همه رایجتر است. در روش پودر بجای تکبعدی از نمونهای استفاده میشود که بصورت بلورهای کوچکی به ابعاد 1µm یا کمتر خرده شده است. در این روش باریکه تک فام از پرتوهای ایکس به نمونه تابیده میشود. و در این حال برای هر خانواده خاصی از صفحات تعداد زیادی بلورک با سمتگیری مناسب پیدا میشوند که بازتاب براگ فرودی است. اما تند چتری که هر تکه از پارچه آن با دسته چتر زاویهای یکسان میسازند. باریکههای بازتابیده روی مخروطی قرار میگیرند که گشودگی آن دو برابر گشودگی مخروط قبلی است. زیرا باریکه بازتابیده نسبت به باریکه اولیه زاویه 2Ө میسازد و این در حالی است که زاویه بین صفحه و باریکی اولیه برابر Ө است. برای دیدن عکس در اندازه اصلی اینجا کلیک کنید . اندازه اصلی 620x405 پیکسل میباشد اگر فیلم عکاسی را در راه باریکه خروجی قرار دهیم، از تلاقی مخروط اخیر با صفحه عکاسی یک دایره بدست میآید: فیلم عکاسی را معمولا به شکل نوار باریک دایرهای در میآوردند و آنرا روی صفحهای که شامل باریکه خروجی است قرار میدهیم. فیلم را سوراخ میکنند تا باریکه بتواند به نمونه برسد. از تلاقی مخروطهای بازتابشی مربوط به صفحههای مختلف بلور فیلم نقش پراشی خطی بدست میآید. بلور شناسی به روش پراش الکترون در آغاز دهه 1990 روشهای جدیدی پیدا شدند که مشاهده مستقیم سطحهای بلورین را امکان میسازند. درک تغییرات ریخت شناسی که هنگام رویاندن بلور برای کاربردهای الکترونیک روی میدهند. با استفاده از پراش الکترون بجای پرتو ایکس و تحت زاویهای کم از سطح بلورها حاصل شده است. با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی برای نخستین بار ، امکان مشاهده مستقیم ساختار شبکهای بلورها از طریق مشاهده اتم منفرد فراهم شدکه نمودار آن در زیر نمایش داده شده است.
پاسخ : بلور شناسی ساختمان بلوری تاریخچه در پی کشف پراش اشعههای ایکس توسط رونتگن و انتشار یک رشته محاسبات و پیشبینیهای ساده و موفقیت آمیز در مورد ویژگیهای بلورین ، بررسی ساختارهای بلوری بصورت دقیقتر شروع گردید. ناظرهای اولیه با توجه به نظم شکل خارجی بلورها به این نتیجه رسیدند که بلورها از تکرار منظم سنگ بناهای همانند بوجود میآیند. برای دیدن عکس در اندازه اصلی اینجا کلیک کنید . اندازه اصلی 640x400 پیکسل میباشد زمانی که بلوری در شرایط محیطی ثابت رشد میکند، شکل آن در حین رشد تغییر نمیکند، گویی سنگ بناهای همانند بطور پیوسته به آن افزوده میشوند. این سنگ بناها ، اتمها یا گروههایی از اتمها هستند، که بلور یک آرایه متناوب سه بعدی از اتمهاست. این موضوع با این کشف کانی شناسان در قرن هیجدهم که اعداد شاخص جهتهای تمام وجوه بلور اعداد درستند، آشکار شد. آزمایش ساده یک لیوان معمولی برداشته و آن را از آب پر کنید. حال مقداری شکر در داخل لیوان ریخته و آن را با قاشق به هم بزنید، تا شکر کاملا در آب حل گردد. این عمل را تا جایی ادامه بدهید که دیگر شکر اضافه شده به آب لیوان در آن حل نشود و در لیوان ته نشین گردد. چنین محلولی را اصطلاحا محلول اشباع شده آب و شکر میگویند. حال یک دانه حبه قند را که قسمتی از آن شکسته شده است و بصورت مکعب کامل نمیباشد، انتخاب کنید حال حبه قند را بوسیله یک تکه نخ بسته و در داخل لیوان آویزان کنید. بعد از چند روز ملاحظه میکنید که قسمت شکسته شده حبه قند کاملا ترمیم یافته و حبه قند بصورت مکعب کامل در آمده است. این آزمایش نمونه بسیار ساده از رشد بلور است. ساختار کلی بلور ایده آل از تکرار بی پایان واحدهای ساختاری همانند در فضا بوجود میآید. در سادهترین بلورها ، مانند مس ، نقره ، آهن و فلزات قلیایی ، این واحدهای ساختاری یک تک اتم است. در اکثر مواد واحد ساختاری شامل چندین [. برای مشاهده لینکها در سایت عضو شوید] یا ملکول است. در بلورهای معدنی این تعداد تا حدود 100 و در بلورهای پروتئین به 10000 میرسد. ساختار تمام بلورها بر حسب شبکهای که به هر نقطه آن گروهی از اتمها متصل هستند، توصیف میگردد. این گروه اتمها را پایه میگویند. پایه در فضا تکرار میشود تا ساختار بلور را تشکیل دهد. ساختار بلوری غیر ایده آل از نظر بلورنگاران کلاسیک ، بلور ایدهآل از تکرار دورهای واحدهای یکسان در فضا شکل میگیرد. ولی هیچ دلیل عمومی وجود ندارد که بلور ایدهآل حالت مینیمم انرژی اتمها در صفر مطلق باشد. در طبیعت ساختارهای بسیاری وجود دارند که با آنکه منظم هستند، کاملا دوره نیستند. نظر ایدهآل بلورنگاران لزوما یک قانون طبیعت نیست. بعضی از ساختارهای غیر دورهای ممکن است فقط فرا پایدار باشند و طول عمر بسیار درازی داشته باشند. انوع ساختار بلوری انواع مختلف ساختارهای بلوری وجود دارند که چند مورد از ساختارهای بلوری ساده و مورد توجه همگانی عبارتند از: بلور مکعبی مرکز سطحی (fcc) : در این حالت سلول یاخته بسیط ، لوزی رخ است. بردارهای انتقال بسیط نقطه شبکه واقع در مبدا را به نقاط شبکه واقع در مراکز وجوه وصل میکنند بلور مکعبی مرکز حجمی (bcc) : در این حالت یاخته بسیط لوزی رخی است که هر ضلع آن برابر است و زاویه بین اضلاع مجاور است. بلور کلرید سدیم Nacl : در این حالت پایه شامل یک اتم Na و یک اتم Cl است که به اندازه نصف تعداد اصلی مکعب یکه از هم فاصله دارند. بلور کلرید سزیم CsCl : در این حالت در هر یاخته بسیط یک مولکول وجود دارد. هر اتم در مرکز مکعبی متشکل از اتمهای نوع مخالف قرار دارد. برای دیدن عکس در اندازه اصلی اینجا کلیک کنید . اندازه اصلی 800x511 پیکسل میباشد
پاسخ : بلور شناسی ساختار بلوری تنگ پکیده شش گوش (hcp) : در این ساختار مکانهای اتمی یک شبکه فضایی را بوجود نمیآورند. شبکه فضایی یک شش گوشی ساده است که به هر نقطه شبکه آن پایهای با دو اتم یکسان مربوط میشود. ساختار الماسی : در این حالت شبکه فضایی fcc است. این ساختار نتیجه پیوند کووالانسی راستایی است. ساختار مکعبی سولفید روی zns : ساختار الماس را میتوان به صورت دو ساختار fcc که نسبت به یکدیگر به اندازه یک چهارم قطر اصلی جابجا شدهاند، در نظر گرفت. ساختار مکعبی سولفید روی از قرار دادن اتمهای zn روی یک شبکه fcc و اتمهای S رویی شبکه fcc دیگر نتیجه میشود. ساختار شش گوشی سولفید روی ( و ورلستاین ) : اگر فقط اتمهای همسایه اول را در نظر بگیرید، نمیتوان بین دو حالت zns مکعبی و شش گوشی فرق گذاشت. اما اگر همسایههای دوم را در نظر بگیریم میتوان این دو حالت را از هم تمییز داد. علت مطالعه ساختارهای بلوری برای دیدن عکس در اندازه اصلی اینجا کلیک کنید . اندازه اصلی 800x825 پیکسل میباشد از آنجا که بیشتر قطعات الکترونیکی مانند دیود ، ترانزیستور و ... از بلورها ساخته میشود. همچنین به دلیل گسترش روز افزون وسایل الکترونیکی و توجه بیش از حد به ساختن ریزتراشههای کامپیوتری با ابعاد بسیار کم ، توجه فوق العاده به سمت بلور شناسی و مطالعه ساختارهای بلوری شده است. و دانشمندان مختلف در سطح جهان مطالعات وسیعی را در این زمینه انجام میدهند، که از آن جمله میتوان به فعالیتهای انجمن نانوتکنولوژی اشاره کرد.
پاسخ : بلور شناسی خواص بلورها خواص بلورها در بلورها پراکندگی و فاصله اجزا ٬ دارای نظم هندسی ویژه ای است که معمولا" در تمام جهت ها یکسان نیست . برخلاف بلورها در جامدهای بی شکل یا غیر بلورین پراکندگی و فاصله اجزای سازنده آنها در همه جهتها یکسان است از این رو بعضی از خواص فیزیکی جامدهای غیر بلورین ٬ مانند رسانایی گرمایی ٬ انتشار نور و رسانایی الکتریکی نیز در همه جهت ها یکسان است . به این جامدهای غیر بلورین همسانگرد (ایزوتروپ) می گویند . چون خواص فیزیکی بیشتر جامدهای بلورین در جهت های مختلف متفاوت است به آنها ناهمسانگرد ( آن ایزوتروپ ) می گویند . تنها بلورهایی که در دستگاه مکعبی متبلور می شوند مانند اجسام غیر بلورین عمل می کنند چون در سه جهت فضایی دارای ابعاد مساوی هستند . پدیده ناهمسانگردی سبب پیدایش خواصی در بلورها می شود ٬ که کاربردهای مختلف و مهمی در صنعت دارند . مثلا" اگر بلورهایی مانند کوارتز و یا تورمالین را از دو طرف بکشیم و یا فشار دهیم در جهت عمود بر فشار یا کشش دارای بار الکتریکی مخالف یکدیگر می شوند . اگر جهت این فشار یا کشش را عوض کنیم نوع بار الکتریکی تغییر می کند . به این پدیده پیزوالکتریک می گویند . گرما در بعضی از بلورها الکتریسته ایجاد می کند و سبب می شود یک سوی آنها بار مثبت و سوی مقابل بار منفی بیابد . در نتیجه میان این دو سو اختلاف پتانسیل الکتریکی به وجود می آید . همچنین اگر به این بلور جریان الکتریکی متناوب وصل کنیم . بلورها به تناوب منبسط و منقبض می شوند و بر اثر ارتعاش ٬ صوت تولید می کنند . از این خاصیت برای تولید صوت ٬ ماورای صوت ٬ نوسانهای الکتریکی ٬ ساختن میکروفونهای بلوری و سوزن گرامافون استفاده می شود . بعضی از بلورها مانند بلور عنصرهای ژرمانیم ٬ سیلیسیم و کربن خاصیت نیمه رسانایی دارند و تا اندازه ای جریان الکتریکی را از خود عبور می دهند . اگر بلورهای نیمه رسانا را گرما دهیم و یا در مسیر تابش نور قرار دهیم ٬ مقاومت الکتریکی آنها کم می شود و الکتریسیته را بهتر عبور می دهد . نیمه رساناها در صنایع الکترونیک و مخابرات به صورت دیود و ترانزیستور و قطعه های دیگر الکترو نیکی به کار می روند . دیود یا یکسو کننده از دو قطعه بلور نیمه رسانا ساخته می شود و برای یکسو کردن جریانهای متناوب به کار می رود . ترانزیستور از سه قطعه بلور نیمه رسانا تشکیل می شود و برای تقویت جریانهای ضعیف و یکسو کردن جریان متناوب به کار می رود . دیودها و ترانزیستورها از قسمتهای اصلی گیرنده ها و فرستنده های رادیو و تلویزیون هستند . بعضی از بلورها نور را به دو دسته پرتو تقسیم می کنند . بر اثر این پدیده در کانیهای شفاف ٬ مانند کربنات کلسیم شکست مضاعف ایجاد می شود . اگر نوشته ای را زیر کربنات کلسیم قرار دهیم به صورت دو نوشته دیده می شود . بعضی از بلورها خاصیت جذب انتخابی دارند . مانند بلور تومالین که پرتوهای نور را به دو دسته تقسیم می کند . یک دسته آنها را جذب می کند و دسته دیگر را از خود عبور می دهد . از این خاصیت برای ساختن فیلمها و عدسیهای قطبنده «پلاریزان ) و برای کاهش شدت نور چراغهای اتومبیل استفاده می شود . عدسیهای قطبنده را در ساختن ابزارهای نوری مانندمیکروسکوپهای قطبنده ( پلاریزان ) را از ورقه نازک پولاروید ( ورقه شفاف و نازک نیترات سلولز ) می پوشانند. بعضی از ویژگیهای بلورها به نوع و موقعیت پیوند بین مولکولهای آنها بستگی دارد . مثلا" هر چه پیوند اجزای یک بلور قویتر باشد نقطه ذوب آن بالاتر و سختی و مقاومت آن بیشتر است مانند بلورهای الماس و گرافیت که از نظر ترکیب شیمیایی یکسان هستند و هر دو از کربن تشکیل شده اند ٬ اما به دلیل تفاوت در پیوند شیمیایی میان اتمهای آنها سختی و مقاومت گرافیت کم اما سختی و مقاومت الماس بسیار زیاد است . برای دیدن عکس در اندازه اصلی اینجا کلیک کنید . اندازه اصلی 800x600 پیکسل میباشد بعضی از بلورها به سبب شکل پیوندهای داخلی ٬ در امتدادهای معینی به آسانی می شکنند مانند بلور نمک طعام و بعضی به آسانی ورقه ورقه می شوند مانندبلورهای میکا. از خاصیت سختی و مقاومت بلورها در ساختن انواع کاغذها و تیغه های سمباده و همچنین در ساعت سازی استفاده می کنند
پاسخ : بلور شناسی تقص در ساختار بلور دید کلی همه جامدات دارای نقص هستند که به صورت نقص ساختاری و یا نقص در ترکیب میباشد. نقصها بسیار مهماند. زیرا وجود آنها خواصی همچون مقاومت مکانیکی ، هدایت الکتریکی و فعالیت شیمیایی را تحت تاثیر قرار میدهد. نقص بلوری و انرژی آزاد گیبس وجود نقص موجب افزایش در آنتروپی شبکه میشود و بنابراین همه جامدات تمایل به وجود نقص دارند. G = H - TS افزایش S ، یک جمله منفی در انرژی آزاد وارد میکند. اگر ایجاد نقص گرماگیر باشد، H مثبت میشود ولی ، بزرگتر از صفر خواهد بود و باز هم انرژی آزاد منفی میشود. با افزایش دما ، نقصها افزایش مییابد و G منفی تر میشود. نقص ذاتی نقص ذاتی در مواد خالص وجود دارد. تشخیص نقص نقطهای با اشعه X امکان پذیر است. روشهای طیف سنجی هدایت و اندازه گیری چگالی از روشهای تشخیص وجود نقص است. جدیدترین روش ، استفاده از میکروسکوپ الکترونی است که با دقت کافی وجود نقص را نشان میدهد. در 1930 ، دو فیزیکدان SChottky (آلمانی) و Frenkel (روسی) اندازه گیری هدایت الکتریکی و چگالی را برای تشخیص نقصهای نقطهای به کار بردند. نقص Schottky اتم یا یون از جایگاه اصلی خود خارج میشود. وجود این نقص تغییری در استوکیومتری ایجاد نمیکند و به ازای یک +A ، یک +B نیز از ساختار حذف شده و جای خالی باقی میماند. برای بروز این نقص ، لازم است اندازه آنیون و کاتیون به هم نزدیک باشد مانند KBr و عدد کئوردیناسیون نیز بالاست. این نقص میتواند در زمان رشد بلور بوقوع پیوندد. نقص Frernkel یک ین یا اتم از جایگاه عادی خارج شده و در موقعیت interstitial قرار میگیرد و کلرید نقره دارای ساختار NaCl است و در آن تعدادی از یونهای +Ag موقعیتهای چهار وجهی را اشغال میکنند. در این نقص نیز استوکیومتری تغییری نمیکند. در بروز این نقص ، اندازه کاتیون از اندازه آنیون خیلی کوچکتر است و عدد کئوردیناسیون نیز پایین است مانند Ag Br , AgCl , AgI , ZnS نقص عارضی این نقصها ، اجتناب ناپذیرند زیرا معمولا تهیه یک جسم با ناخالص همراه است مثلا موقعی که اتمهای As جایگزین اتمها در شبکه Si میشوند، الکترون اضافی از روی As به نوار هدایت راه مییابد. ورود یون 2+Ca در شبکه 2ZrO به جای یون 4+Zr موجب میشود جهت خنثی بودن بار الکتریکی ، یک یون 2-O نیز از شبکه خارج شده و جای آن خالی باقی بماند. برخی مواقع تغییر حالت اکسایشی توسط وجود ناخالصی تحمیل میشود. مثلا ورود Li2O در شبکه NiO (قرار گیری +Li به جای 2+Ni) برای توازن بار ، تبدیل 2+Ni به 3+Ni صورت میگیرد. موقع آلایش Si با بور ، حفره در شبکه بوجود آمده و این حفره به نوار ظرفیت راه مییابد و موجب افزایش هدایت میشود. یک نوع دیگر از نقص عارضی نقطهای ، مرکز رنگ میباشد. حرارت دادن یک هالید از فلز قلیایی در بخارات فلز قلیای موجب میشود که کاتیوئن در شبکه در موضع اصلی آن قرار میگیرد و به جای آنیون ، یک الکترون موضع آنیونی را اشغال میکند. این مرکز به مرکز F معروف است و رنگ حاصل زا آن به تحریک الکترون مروبط میشود. در فلزات واسطه نقص به خاطر تغییر در عدد اکسیداسیون بیشتر دیده میشود. در شبکه FeO ، قسمتی از 2+Fe به 3+Fe تبدیل میشود و فرمول مثلا به صورت Fe0.9O حاصل میشود. گاهی به جای +Na در شبکه NaCl کاتیون 2+Ca وارد میشود. به این نقص هم ، نقص نفوذی گفته میشود. نقصهای گسترده نقصهای نقطهای به هم پیوسته و موجب نقص در یک خط و یا یک سطح میشوند. در اکسید تنگستن ، نقص در یک سطح رخ میدهد. وجود ناخالصی و نیم رساناها کربن ، سیلیسیم و ژرمانیم و قلع خاکستری ، دارای ساختار الماسی هستند و به صورت کاملا خالص ، خاصیت نیم رسانایی ندارند. ولی ورود مقادیر جزئی از آرسینیک یا ایندیم (4-10 %) از عناصر گروه پنجم و سوم اصلی ، باعث افزایش رسانایی این اجسام میشود. ورود آرسینیک در شبکه Si و یا Ge ، نیم رسانای نوع n را به خاطر وارد ساختن یک الکترون بیشتر در شبکه ایجاد میکند. ترکیباتی نظیر Fe0.84O , Fe0.94O , Fe0.9S که موجب ایجاد حفره در ساختار میشوند، از نوع نیم رسانای P خواهند بود (در نیم رسانای نوع P ، جهت حرکت الکترون و حفره مثبت مخالف هم است). از طرف دیگر ، اگر اکسیدهای اولیه این فلزات در حضور اکسیژن حرارت داده شوند، هدایت آنها افزایش مییابد. اکسیژن قسمتی از یونهای فلزی را اکسید میکند و با تولید یونهای با درجه اکسایش بالاتر ، تعداد حفرههای مثبت در شبکه افزایش یافته و رسانایی افزایش مییابد جامدات بلوری
پاسخ : بلور شناسی تعریف اولیه بلورها ترکیبات جامدی هستند که در آنها اجزا تشکیل دهنده جامد بلوری اتمها ، یونها یا مولکولها بصورت منظم در کنار یکدیگر آرایش یافتهاند. ذرات تشکیل دهنده یک بلور بصورت یک طرح تکراری سه بعدی بلوری که شبکه بلور نامیده میشود، مرتب شدهاند. کوچکترین بخش یک شبکه بلور که تمام خواص بلور را داراست سلول واحد نام دارد. از لحاظ تئوری اگر سلولهای واحد را در سه بعد کنار هم قرار دهیم یک بلور تولید میشود. جامدات بلوری با توجه به اینکه ذرات سازنده آنها یون ، اتم ، فلز یا مولکول باشد به بلورهای یونی ، بلورهای شبکهای ، بلورهای مولکولی و بلورهای فلزی تقسیمبندی میشود. برای دیدن عکس در اندازه اصلی اینجا کلیک کنید . اندازه اصلی 640x400 پیکسل میباشد طبقهبندی شبکههای بلوری شبکههای بلوری بر حسب تقارن در شش سیستم بلوری طبقهبندی میشوند. یک سیستم بلور را میتوان بر حسب ابعاد سلول واحد در امتداد سه محور آن (a , b , c) و اندازه سه زاویه بین این محورها (α , β , γ) توصیف کرد. چون سیستم بلوری خود دارای چند ساختار است مانند سیستم مکعبی که خود دارای سه نوع شبکه بلور است بطور کلی 14 شبکه بلوری وجود دارد و بسیاری از اطلاعات در مورد ساختمان داخلی بلورها از آزمایشهای پرش اشعه ایکس بدست میآید. انواع جامدات بلوری جامدات بلوری بر حسب ذرات تشکیل دهنده شبکه بلور به گروههای زیر تقسیم میشوند. جامدات یونی اجزای تشکیل دهنده ساختمان این بلور یونها هستند. استقرار یونها در یک بلور بر طبق یک الگوی هندسی معین است. ساختمان بلوری چنان است که نیروهای جاذبه بین یونهای مثبت و منفی به مراتب بیشتر از نیروهای دافعه بین یونهایی است که بار مشابه دارند. ترکیبات یونی در دمای اتاق جامدند و نقطه ذوب بالایی دارند و در حالت مذاب یا بصورت محلولهای آبی رسانای خوب الکتریسیته هستند. جامدات مولکولی نقاط شبکهای در بلور ترکیبات کووالانسی توسط مولکولها اشغال شدهاند و نیروهای بین مولکولی که مولکولها را در شبکه نگه میدارند به اندازه نیروهای الکترواستاتیکی که در بلورهای یونی مشاهده میشوند قوی نیستند از اینرو بلورهای مولکولی نرم و دارای نقاط ذوب پایین هستند نارسانااند و یا ممکن است جامدات مولکولی قطبی در حالت مذاب رسانایی اندکی داشته باشند. بلورهای شبکهای (بلورهای اتمی) در ساختمان این بلورها نقاط شبکهای توسط اتمهایی اشغال شدهاند که با شبکهای از پیوندهای کووالانسی به هم متصل میشوند. در این بلورها تشخیص یونها از بلورها غیر ممکن است. در واقع کل بلور را میتوان بعنوان یک مولکول عظیم تصور کرد. به همین دلیل گاهی به آنها مواد درشت مولکولی هم میگویند. الماس مثالی از این نوع بلورهاست که در آن اتمهای کربن توسط پیوندهای کووالانسی در یک ساختمان سه بعدی به هم متصل هستند. این مواد نقاط ذوب و جوش بالا دارند، فوق العاده سخت بوده و نارسانااند و در تمام حلالهای معمولی نامحلولند و این بعلت داشتن پیوندهای کووالانسی فراوان آنهاست که برای فرو ریختن ساختمان بلوری باید گسسته شوند. بلورهای فلزی شبکه بلوری این جامدات از اتمهای فلزی ( یونهای مثبت و الکترونهای متحرک آنها ) تشکیل شده است. پیوند فلزی پیوند قوی است و به این علت است که یونهای مثبت بصورت تنگاتنگ در شبکه بلوری کنار هم و در میان الکترونهای متحرک قرار گرفتهاند. این جامدات چگالی بالا و نقطه ذوب بالایی دارند و رسانای گرمایی و الکتریکی خوبی هستند
