3. Жид кристаллы. Стр-ра, св-ва, применение

ЖК – жидкости с упорядоченной молекул. стр-рой. Они занимают промежуточное положение между кристаллами и жидкостями с беспорядочном расположении молекул. ЖК текучи как обычные жидкости, но обладают анизотрапией, как кристаллы. Известно несколько сотен ЖК, большинсво из них органич.вещества, кот. имеют удлиненные молекулы. При плавлении таких в-в молекулы располагаются в в определ. порядке. Тверд-мутная-прозрачная

Т1 т2 с

Т2-температура просветления.Такие в-ва были названы термотропные. Промежуточная состалящая между Т1 и Т2 назыв. жидким кристаллом. ЖК бывают:

1. нематические (молекулы выстроены в цепочке и направление их преимщественной ориентации явл.оптическй осью ЖК)

2. смектические (молекулы обра. паралельный слой, кот. легко смещаются друг относит. друга)

3. холестерические (стр-ра более сложная, молекулы располагаются по пространственой спирали. Образуют паралельные слои и в каждом слое имеется стр-ра 1-го уровня)

Спирали имеют опред. шаг, т.е плавно меняют свою ориентацию, вызывая анизатропию. Стр-ра ЖК меняется под действием давления, температурного электр.поля. Это позволяет изготовить особочувствительные индикаторы. ЖК индикатор состоит с двухстекловой пластинки, между кот. располаг. тонкий слой (до 50 мкм) жидкого кристалла и прозрачные электроды в виде цифр или букв. При подаче напряжения на электроды, молекулы жидкого кристалла начинают вращаться и рассеивать свет. При изменении Т меняется шаг спирали, а значит и длина волны, на этом основано действие светового термометра. Для цветных изображений применяются ЖК с красителями, кот. тоже имеют удлиненные молекулы. При ↓ напряженности электр. поля молекулы ЖК увлекают за собой молекулы красителя и окраска не видна. При ↑ напряженности молекулы красителя начинают вращаться самостоятельно и окрашивают изображение в опред. цвет.

Применение – термометры, калькуляторы, часы.

Недостаток - жк подвержены пр-сам старения и все органические в-ва они теряют св-ва с теч. времени.

4.Типы кристаллических решеток. Полиморфизм. Изотропность. Анизотропность. КР - воображаемая пространственная сетка с атомами или ионами узла. В решетке выделяют элементарную ячейку-область, повторяющаяся во всех измерениях. В кристалле все атомы сближены до соприкосновения, но для упрощения рисунков применяют схемы, в кот. в центре тяжести атома располагается точка. Точка пересечения прямых линий наз. узлами, в кот. располагаются атомы. Для описания любой решетки необходимо указать пар-ры решетки(6 величин) - 3 ребра и 3 угла. Бравэ выделил 14 типов кристал решеток - 7 простых и 7 сложных. Простые решетки: 1) кубическая a=b=c, α=β=γ=90; 2)тетрагональная a=b≠c, α=β=γ=90; 3)ромбическая a≠b=c, α=β=γ=90; 4)ромбоэдрическая a=b=c, α=β=γ≠90; 5)гексагональная a=b≠c, α=β=90, γ=120; 6)моноклинная a≠b≠c,α= γ=90, β≠90; 7)триклинная a≠b≠c, α≠β≠γ≠90. Сложные решетки (атом располагается не только в злах): 1) ОЦК (объемно центрированная кубическая); 2) ГЦК (гранецентрированная кубическая); 3) ГПУ (гексагональная плотноупакованная) Для хар-ки КР используют понятия: а) координационное число-число атомов, нах на наиб. близком равном расстоянии от данного атома. Для простой кубич решетки коорд-ое число=6.; б) коэф компактности-плотность кристал решетки,т.е. объем занятый атомами. Q=((4πR3n)/3V)*100. n- базис-число атомов,приходящихся на одну элементарную ячейку. V-объем элементарной ячейки. Для ОЦК Q=68%. Указывая хим и физ св-ва кристалла необходимо указывать направление к которому эти св-ва относятся. По параллельным направлениям св-ва одинаковы. В кристаллографии положение атомов плоскостей определяется отрезками отсекаемыми этими плоскостями при пересечении с осями координат x,y,z.Эти отрезки измеряются целыми числами равными длине ребер ячейки a,b,c, которые являются единичными расстояниями вдоль оси координат.За индексы плоскостей принимают обратные отрезки h,k,l. Эти числа заключаются в скобки (h,k,l)-индексы Миллера. Каждая плоскость простой кубической решетки пересекает только одну ось координат и отсекаемые отрезки будут равны : m(1,∞,∞)(100)h n(∞,1,∞)(010)k p(∞,∞,1)(001)l Нек. вещ-ва при разных внешних условиях могут иметь различную КР. Полиморфизм - способность вещ-ва существовать в разных кристал. формах в зав. от внеш условий. Формы наз полиморфными модификациями, а переход между ними-полиморфизные переходы. Обозначаются буквами α,β,γ…, чем дальше буква, тем выше температура перехода. При полиморфизме меняется форма решетки, тип и св-ва вещ-ва. Анизотропность -зависимость свойств материала от направления их измерения. Изотропность -особенность веществ, выражающаяся в том, что они обладают одинаковыми физическими свойствами в любом направлении.