http://lechebnaya-glina.ru » Материя организма

Кристаллические структуры, для которых учтены все химические связи

Автор: lenka   Май 8, 2015 Нет комментариев

Главным отличием «модульной» кристаллографии стал отказ от основополагающего для классической кристаллизации принципа «минимума свободной энергии». В модульной кристаллографии показано, что принцип «минимума свободной энергии» относится лишь к частному случаю сплошных однородных кристаллических структур с равновесной решеткой, полностью заполняющих трёхмерное евклидово пространство. В общем же случае кристаллические структуры, для которых учтены все химические связи, включая и слабые, отвечают критерию полной связанности структуры, заполненной кристаллическими модулями Н. А. Бульенкова. В свою очередь кристаллический модуль — это ячейка, в которой все атомы находятся в узлах граней и рёбер и нет атомов внутри неё. Для реализации этого критерия, как уже говорилось, кристаллические структуры строятся в какомлибо неевклидовом пространстве (например, в сферическом или гиперболическом) с наложенным на них условием «полной связанности», т. е. полного заполнения атомами евклидова пространства. Новый критерий «полной связанности структур» является более общим по сравнению с критерием энергетическим.
Как известно, трёхмерное евклидово пространство характеризуется тем, что в нём сумма углов треугольника ( + ) все
гда равна 180 независимо от увеличения размеров треугольника,
а расстояния между двумя любыми точками измеряются только по соединяющей их прямой. В трёхмерных неевклидовых пространствах — S3сферическом и Н3гиперболическом — сумма углов треугольника не равна 180 и, что самое главное, разность = = ( ) 360 изменяется по мере подобного увеличения размеров треугольников, а расстояния между вершинами треугольников измеряются по кривым, соединяющим эти вершины: в S3 — по выпуклым кривым, в Н3 — по вогнутым. Отсюда следует, что для кристалла, растущего в одном из этих пространств, подчиняясь принципу полной связанности, например в S3пространстве, расстояния между атомами (длины связей) будут увеличиваться по мере удаления от точки начала роста, а сами связи в евклидовом пространстве будут выглядеть криволинейными (изогнутыми) и более длинными. Это означает, что в процессе роста кристалла из молекул, имеющих и жесткие, и гибкие химические связи, в нём возникают и нарастают упругие деформации. Для такого роста необходимы затраты энергии Е, обеспечивающей возникшие упругие напряжения ( Е 0), а результатом такой кристаллизации является образование энергонапряжённых кристаллических структур. Если же связи между атомами в растущем кристалле — периодически чередующиеся, то кристаллический модуль совпадает с классической кристаллической ячейкой, он растёт в соответствии с законами линейного упорядочения и не только не требует дополнительных затрат энергии, но, наоборот, при росте кристалла вследствие упорядочения структуры происходит выделение энергии ( Е 0).
Таким образом, обобщённая модульная концепция кристаллической самоорганизации всех стабильных структур позволяет охватить как связанные равновесные кристаллические структуры из евклидовых модулей ( Е 0), так и неравновесные напряжённые структуры из преобразованных неевклидовых модулей ( Е 0). Но заполнение евклидова трёхмерного пространства не евклидовыми модулями возможно только в том случае, если эти модули представляют собой квазиодномерные структуры. В результате при такой кристаллизации в реальном трёхмерном евклидовом пространстве образуются фрактальные энергонапряжённые структуры из неевклидовых модулей или из их кластеров — ветвистые стержневые и спиральные кристаллы, пустоты между которыми заполняются вследствие скручивания ветвей.
Из сказанного следует, что переход в область построений, охватываемых обобщённой кристаллографией, показал, что учёт нелинейных процессов самоорганизации выявляет большее разнообразие возможностей для роста кристаллов, чем это было видно на уровне кристаллизации классической.
Далее на основе работ Н. А. Бульенкова рассмотрим основные положения нелинейной модульной кристаллографии в приложении к самоорганизации молекул воды в жидкой фазе.

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Еще не оценили)
Загрузка...

Выразить свое мнение:

Копирование и использование материалов сайта разрешено только при наличии прямой ссылки на источник.
Голубая глина и белая для масок для лица и волос. Фитотерапия и спирулина