Բյուրեղ

Անվան այլ կիրառումների համար տե՛ս՝ Բյուրեղ (այլ կիրառումներ)

Գրաֆիտ

Բյուրեղային նյութեր, մասնիկների (ատոմներ, մոլեկուլներ, իոններ) դասավորությունը միմյանց նկատմամբ ստեղծում է տարածական կարգավորված ցանց։ Բյուրեղային ցանցերը, ըստ մասնիկների տեսակի և դրանց միջև փոխազդեցության բնույթի, լինում են իոնային, ատոմային, մոլեկուլային և մետաղային։ Եթե ցանցի հանգույցներում միմյանց հետ իոնային կապով միացած իոններ են, ապա այդպիսի բյուրեղային ցանցը կոչվում է իոնային։ Իոնային կապի մեծ էներգիայի պատճառով շատ դժվար է այդպիսի ցանցերը քանդել, այդ պատճառով իոնային նյութերն ունեն բարձր հալման ջերմաստիճաններ և լուծվում են միայն բևեռային լուծիչներում, օրինակ՝ ջրում։ Իոնային բյուրեղացանցը բնորոշ է աղերին։ Եթե ցանցի հանգույցներում տեղադրված են կովալենտային կապերով միացած ատոմներ, ապա բյուրեղացանցը կոչվում է ատոմային։ Նման բյուրեղի հալումը կապված է բազմաթիվ կովալենտային կապերի խզման հետ, որի պատճառով դրանք նույնպես ունեն շատ բարձր հալման ջերմաստիճաններ։ Ատոմային բյուրեղացանցով նյութերը գործնականում չեն լուծվում լուծիչներում։

Ատոմային բյուրեղացանցը բնորոշ է, օրինակ, ածխածնի տարաձևերին՝ ալմաստ, գրաֆիտ։ Ատոմային բյուրեղացանց առաջացնում են ոչ միայն որոշ պարզ նյութեր, այլև մի շարք երկտարր միացություններ։ Մոլեկուլային բյուրեղացանց առաջացնում են մոլեկուլները. սրանք միմյանց հետ կապված են թույլ՝ վանդերվալսյան ուժերով։ Բնական է, որ այդպիսի նյութերի հալման ջերմաստիճանները զգալիորեն ցածր են։ Դրանց մեջ կան նույնիսկ այնպիսիները, ինչպես, օրինակ՝ Ι₂, CO₂, որոնք պինդ վիճակից միանգամից անցնում են գոլորշի վիճակի։

Յուրաքանչյուր միներալային նյութի բնորոշ է բյուրեղային իր ձևը, որը կախված է նրա քիմիական կազմից և կառուցվածքից, ինչպես նաև բյուրեղացման պայմաններից։ Ամորֆ նյութերը (ապակի, պարաֆին) բյուրեղներ չեն գոյացնում։ Բնական կամ տեխնիկական պինդ նյութերի զգալի մասը բազմաբյուրեղային են և կազմված են անկանոն կողմնորոշված, մանր բյուրեղային հատիկներից (կրիստալիտներ)։ Այդպիսիք են ապարներից շատերը, մետաղները և համաձուլվածքները։ Առանձին խոշոր բյուրեղները կոչվում են միաբյուրեղներ։ Առաջացման բարենպաստ պայմանների դեպքում բյուրեղները, լինում են այս կամ այն համաչափության կանոնավոր բազմանիստեր։ Բյուրեղների երկրաչափական ձևը հիմնականում պայմանավորված է նրանց ներքին կառուցվածքով։ Բյուրեղների նիստերը համընկնում են տարածական ցանցի հարթ մակերեսի, իսկ կողերը՝ ամենախիտ կողերի հետ, այսինքն այն շարքերի, որոնց երկարությամբ ցանցի հանգույցներն առավել խիտ են։ Բյուրեղների կարևոր ֆիզիկական հատկություններն են՝ միատարրությունը և անիզոտրոպությունը։ Բյուրեղներն առաջանում են գերհագեցած լուծույթներից, սառչող գոլորշիներից, հալույթներից, ինչպես նաև պինդ վիճակից՝ վերաբյուրեղացման ճանապարհով։ Անբավարար սնուցման դեպքում բյուրեղների մի նիստը կարող է շատ զարգանալ, մյուսը՝ քիչ, ըստ որում մի քանիսը կարող են ընդհանրապես անհետանալ։ Հետևաբար միևնույն նյութի բյուրեղները կարող են ստանալ տարբեր տեսք։ Միևնույն նյութի բյուրեղների նիստերի կազմած անկյունները միշտ հաստատուն են։ Սա երկրաչափական բյուրեղագիտության առաջին՝ անկյունների կայունության օրենքն է (Ստենոն, 1669 թվական), որի հիման վրա կարելի է որոշել բյուրեղների նյութը։

1867 թվականին ռուս գիտնական Գադոլինը սահմանեց, որ գոյություն ունի բյուրեղագիտական բազմանիստերի ընդամենը 32 դաս։ Յուրաքանչյուր դաս բնորոշվում է համաչափության որոշակի տարրերով․ 1, 2, 3, 4 և 6 կարգի պտտման առանցքներ համաչափության կենտրոն, 3, 4, 6 կարգի ինվերսիոն պտտման առանցքներ և համաչափության հարթություններ։ Այդ 32 դասերը ստորաբաժանվում են յոթ՝ տրիկլինային, մոնոկլինային, ռոմբային, տետրագոնային, հեքսագոնային, տրիկլինային, խորանարդային համակարգերի։ Ֆեոդորովը տեսականորեն սահմանեց (1890 թվական), որ գոյություն ունի բյուրեղների տարածական դասավորության ընդամենը 230 խումբ, որը հետագայում հաստատվեց ռենտգենաստրուկտուրային վերլուծությամբ։ Բնության մեջ հայտնի են բյուրեղների 47 պարզ ձևեր։ Բյուրեղներից շատերն օժտված են մի շարք առանձնահատկություններով, որոնցից է հերձումը՝ նյութի առանձին մասնիկների անջատումը բյուրեղից՝ նիստին զուգահեռ հարթություններով։ Կատարյալ հերձում ունեն փայլարների խմբի միներալները՝ հալիտը, գալենիտը։ Խորանարդային համակարգում բյուրեղացող նյութերից բացի մնացածները ունեն ջերմային ընդարձակման տարբեր գործակիցներ, տարբեր ջերմահաղորդականություն և էլեկտրահաղորդականություն։ Բոլոր բյուրեղներին բնորոշ են ճկունությունը, կարծրությունը և երկբեկումը (բացի խորանարդային համակարգից)։ Բնության մեջ հանդիպում են տարբեր մեծության՝ մի քանի միլիմետրից մինչև մի քանի մետր և հարյուրավոր կիլոգրամ քաշ ունեցող բյուրեղներ։ Բյուրեղներ օգտագործվում են տեխնիկայի և արդյունաբերության տարբեր բնագավառներում։ Քվարցի բյուրեղներ օգտագործվում են ռադիոտեխնիկայում, կալցիտինը՝ օպտիկայում, ալմաստինը՝ հորատման գործում, կտրող և հղկող սարքերում, ռուբինի և շափյուղայի բյուրեղներ՝ ճշգրիտ սարքերում։ Ժողովրդական տնտեսության տարբեր ասպարեզներում կիրառվում են նաև հազարավոր արհեստական բյուրեղներ, որոնցից մի քանիսի արտադրությունը տարեկան հասնում է հարյուրավոր տոննաների։

Գրականություն

• The Feynman Lectures on Physics Vol. II Ch. 30: The Internal Geometry of Crystals
• Introduction to Crystallography and Mineral Crystal Systems
• Шубников А. В., Флинт Е. А., Бокий Г. Б., Основы кристаллографии, М.— Л., 1940;
• Шаскольская М., Кристаллы, М., 1959; Костов И., Кристаллография, пер. с болг., М., 1965;
• Банн Ч., Кристаллы, пер. с англ., М., 1970;
• Най Дж., Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц, пер. с англ., 2 изд., М., 1967

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 2, էջ 484)։