Структурні аспекти сучасної хімії

і в реальному кристалі) можуть спостерігатися різного роду дефекти: для простоти ми розглядатимемо ідеальні системи.

Слід зазначити, що приведене визначення принципово відрізняється від уявлення, що часто зустрічається, про квазікристали як про фази, що містять некристалографічні осі симетрії (наприклад, п'ятого порядку) [14], або як про фази, структура яких є неперіодичною проекцією на тривимірний простір структур, періодичних (гратчастих) в просторі шести вимірювань [15]. На нашу думку, і те і інше - лише окремі випадки квазікристалічних систем. До того ж використання шестивимірного простору (у тих випадках, коли воно виявляється можливим) - це лише математичний прийом, що дозволяє описати будову деяких квазікристалів, але зовсім не пояснити їх виникнення. Фізичні причини існування квазікристалів все одно доведеться шукати в тривимірному просторі. Разом з тим наше визначення квазікристалічної речовини достатнє близько до уявлень, розвинених в класичній роботі [16], яка вважається першоджерелом терміну "квазікристал". Проте концепція неперіодичної (квазікристалічною) впорядкованості з'являлася і в раніших роботах. Зокрема, в [17] була описана гіпотетична модель рівноважної твердої речовини, побудованої з молекул і повністю впорядкованої, але позбавленої періодичності хоч би по одному вимірюванню. До такої моделі приводить аналіз симетрії потенційних функцій міжмолекулярної взаємодії. Хоча в статті [17] термін "квазікристал", природно, був відсутній, описана в ній гіпотетична речовина точно відповідала поняттю квазікристала.

Важлива обставина полягає в тому, що в принципі кожному з трьох вимірювань може відповідати власна форма впорядкованості: кристалічна (с) або квазікристалічна (cj) або відсутність порядку (d). Тоді індивідуальність фази, що конденсує, визначається трьохпозиційним символом, а різноманіття символів, представлене на нижченаведеній діаграмі, характеризує різноманіття фаз: 

Символ ссс відповідає фазі, в якій по всіх трьом вимірюванням спостерігається кристалічна впорядкованість, тобто ідеальному кристалу С. Аналогично ідеальному тривимірному квазікристалу Q відповідає символ qqq, а аморфній речовині А (або рідини L) - символ ddd.

Перший рядок приведеної діаграми містить позначення повністю впорядкованих фаз, причому у фазах ccq і cqq поєднуються кристалічна і квазікристалічна впорядкованість

У другому рядку записані фази, неврегульовані в одному вимірюванні, в третьому рядку - фази, неврегульовані в двох вимірюваннях. Поєднання кристалічного порядку з неврегульованістю характерний для фаз типу ccd і cdd, званих рідкими кристалами (перші з них у загальних рисах відповідають смектикам, другі -нематикам). Аналогічно фази типу qqd і qdd слід називати рідкими квазікристалами. Поки такий термін в літературі не зустрічався; представляється, проте, доцільним його ввести. Нарешті, у фазі типу cqd поєднуються кристалічна впорядкованість по одному вимірюванню, квазікристалічна, - по іншому і відсутність порядку по третьому. Приведемо приклади просторових розташуванні матеріальних частинок, відповідні перерахованим типам фаз, що конденсують.

Плоска спіраль s і аперіодична циліндрова спіраль S з розташованими на них рівновіддаленими матеріальними крапками (мал. 2) моделюють відповідно двовимірний і одновимірний квазікристали.  

Мал. 3. Різноманіття і взаємозв'язки фаз, що конденсують.

Гратчасте, тобто отримуване за допомогою трансляцій t1 і t2, розташування однаково орієнтованих ковекториальных спіралей S позначається {S, t1, t2} (мал. 3) і є приклад структури, відповідній фазі типу ccq. Накладення плоских спіралей s за допомогою довільно орієнтованої трансляції t (площини спіралей при цьому розташовуються паралельно і на рівній відстані один від одного) дає структуру,

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Схожі роботи

Реферати

Курсові

Дипломні