Anizotropie krystalů

Uspořádání stavebních částic v krystalových strukturách a vzdálenosti mezi nimi jsou obecně v různých směrech různé. Z uspořádání a vzdáleností stavebních částic v krystalech vyplývají všechny jejich vlastnosti morfologické i fyzikálně-chemické. Z toho je zřejmé, že vlastnosti krystalů jsou obecně v různých směrech různé. Tuto skutečnost vystihuje pojem anizotropie – krystaly jsou anizotropní tělesa. Amorfní látky jsou izotropní, protože jejich vnitřní stavba je chaotická, nepravidelná. Tyto nepravidelnosti se ve větším objemu vzájemně ruší, takže všechny vlastnosti amorfních látek jsou nezávíslé na směru.

Anizotropie krystalu vzhledem k nějaké vlastnosti však záleží i na “citlivosti” interakce krystalu a prostředí (např. světla, elektrického či magnetického pole). Například kubické krystaly jsou vzhledem k optickým vlastnostem izotropní, protože vlnová délka světla je řádově 1000x větší než meziatomové vzdálenosti ve struktuře krystalu. Světlo je prostě příliš “hrubé” na to, aby reflektovalo anizotropii kubického krystalu. Proto se kubické krystaly jeví vzhledem ke světlu jako izotropní tělesa. Použijeme-li ke studiu kubického krystalu rentgenové záření, které má stejnou povahu jako světlo, ale vlnovou délku srovnatelnou s meziatomovými vzdálenostmi ve strukturách, bude anizotropie jasně patrná (viz kap. 3.5).

Vlastnosti, které závisí na směru ve kterém je studujeme, nazýváme vektorové. Například tvrdost krystalů je obecně v různých směrech různá. Zvláště velkou anizotropii tvrdosti vykazují krystaly kyanitu: na ploše (100) je v jednom směru tvrdost přibližně 4, ve směru kolmém 6 (obr. 5.1). Dobře patrným projevem anizotropie krystalů je i jejich omezení rovinnými plochami či jejich štěpnost. Anizotropii vykazuje většina fyzikálních vlastností (optické, elektrické, magnetické atd.) krystalů. Vedle vlastností vektorových existuje ještě malá skupina vlastností skalárních, u nichž na směru nezáleží. Například hustota krystalu je skalární veličina, protože její hodnota závisí pouze na druhu a počtu atomů v určitém objemu hmoty, nikoliv na jejich uspořádání.

další »»