স্ফটিক এবং রত্নগুলির দিকে তাকালে, কেউ বুঝতে চায় কীভাবে এই রহস্যময় সৌন্দর্য দেখা দিতে পারে, কীভাবে প্রকৃতির এমন আশ্চর্যজনক কাজগুলি তৈরি হয়। তাদের সম্পত্তি সম্পর্কে আরও জানার ইচ্ছা আছে। সর্বোপরি, স্ফটিকগুলির বিশেষ, প্রকৃতিতে কোথাও পুনরাবৃত্তি করা কাঠামো তাদের সর্বত্র ব্যবহার করার অনুমতি দেয়: গয়না থেকে সর্বশেষ বৈজ্ঞানিক এবং প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন।
স্ফটিক খনিজ নিয়ে গবেষণা
স্ফটিকগুলির গঠন এবং বৈশিষ্ট্যগুলি এতই বহুমুখী যে একটি পৃথক বিজ্ঞান, খনিজবিদ্যা, এই ঘটনাগুলির অধ্যয়ন এবং অধ্যয়নে নিযুক্ত রয়েছে। বিখ্যাত রাশিয়ান শিক্ষাবিদ আলেকজান্ডার ইভজেনিভিচ ফার্সম্যান স্ফটিকের জগতের বৈচিত্র্য এবং অসীমতা দ্বারা এতটাই শোষিত এবং বিস্মিত হয়েছিলেন যে তিনি এই বিষয়টির সাথে যতটা সম্ভব মনকে মোহিত করার চেষ্টা করেছিলেন। তার এন্টারটেইনিং মিনারোলজি বইতে, তিনি উত্সাহের সাথে এবং উষ্ণতার সাথে খনিজগুলির গোপনীয়তার সাথে পরিচিত হওয়ার এবং রত্নগুলির জগতে ডুবে যাওয়ার আহ্বান জানিয়েছেন:
আমি সত্যিই তোমাকে চাইমোহিত করা আমি চাই আপনি পাহাড় এবং খনি, খনি এবং খনি সম্পর্কে আগ্রহী হতে শুরু করুন, যাতে আপনি খনিজ সংগ্রহ করতে শুরু করেন, যাতে আপনি আমাদের সাথে শহর থেকে আরও দূরে, নদীর ধারে যেতে চান, যেখানে সেখানে উঁচু পাথুরে তীর, পাহাড়ের চূড়ায় বা পাথুরে সমুদ্রতীরে, যেখানে পাথর ভাঙা, বালি খনন করা হয়, বা আকরিক বিস্ফোরিত হয়। সেখানে, সর্বত্র আপনি এবং আমি কিছু করার কিছু খুঁজে পাব: এবং মৃত পাথর, বালি এবং পাথরের মধ্যে, আমরা প্রকৃতির কিছু মহান আইন পড়তে শিখব যা সমগ্র বিশ্বকে পরিচালনা করে এবং সেই অনুযায়ী সমগ্র বিশ্ব গড়ে উঠেছে।
পদার্থবিদ্যা স্ফটিক অধ্যয়ন করে, যুক্তি দেয় যে যে কোনও শক্ত শরীর একটি স্ফটিক। রসায়ন ক্রিস্টালের আণবিক গঠন তদন্ত করে, এই সিদ্ধান্তে পৌঁছে যে কোনো ধাতুর একটি স্ফটিক গঠন আছে।
আধুনিক বিজ্ঞান, প্রযুক্তি, নির্মাণ শিল্প এবং অন্যান্য অনেক শিল্পের বিকাশের জন্য স্ফটিকগুলির আশ্চর্যজনক বৈশিষ্ট্যগুলির অধ্যয়ন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ৷
স্ফটিকের মৌলিক নিয়ম
একটি স্ফটিকের দিকে তাকালে লোকেরা প্রথম যে জিনিসটি লক্ষ্য করে তা হল এর আদর্শ বহুমুখী আকৃতি, তবে এটি একটি খনিজ বা ধাতুর প্রধান বৈশিষ্ট্য নয়।
যখন একটি স্ফটিক ছোট ছোট টুকরো টুকরো হয়ে যায়, তখন কিছুই আদর্শ আকারে থাকবে না, তবে আগের মতো যেকোন টুকরো স্ফটিক থেকে যাবে। স্ফটিকের একটি স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হল এর চেহারা নয়, বরং এর অভ্যন্তরীণ গঠনের বৈশিষ্ট্য।
প্রতিসম
ক্রিস্টাল অধ্যয়ন করার সময় প্রথম যে জিনিসটি মনে রাখতে হবে এবং লক্ষ্য করতে হবে তা হল ঘটনাটিপ্রতিসাম্য এটি দৈনন্দিন জীবনে ব্যাপক। প্রজাপতির ডানাগুলি প্রতিসম, অর্ধেক ভাঁজ করা কাগজের টুকরোতে একটি দাগের ছাপ। প্রতিসম তুষার স্ফটিক। ষড়ভুজ স্নোফ্লেকের প্রতিসাম্যের ছয়টি সমতল রয়েছে। তুষারকণার প্রতিসাম্যের সমতলকে চিত্রিত করে যে কোনো রেখা বরাবর ছবিটি বাঁকিয়ে, আপনি এর দুটি অংশ একে অপরের সাথে একত্রিত করতে পারেন।
প্রতিসাম্যের অক্ষের এমন একটি বৈশিষ্ট্য রয়েছে যে, একটি চিত্রকে তার চারপাশে কিছু পরিচিত কোণ দ্বারা ঘোরানোর মাধ্যমে, চিত্রটির উপযুক্ত অংশগুলি একে অপরের সাথে একত্রিত করা সম্ভব। একটি উপযুক্ত কোণের আকারের উপর নির্ভর করে যার দ্বারা চিত্রটি ঘোরানো প্রয়োজন, স্ফটিকগুলিতে 2য়, 3য়, 4র্থ এবং 6 তম ক্রমের অক্ষগুলি নির্ধারিত হয়। এইভাবে, স্নোফ্লেক্সে, ষষ্ঠ ক্রমের প্রতিসাম্যের একটি একক অক্ষ থাকে, যা অঙ্কন সমতলের লম্ব।
প্রতিসাম্যের কেন্দ্রটি চিত্রের সমতলে এমন একটি বিন্দু, যেখান থেকে একই দূরত্বে বিপরীত দিকে চিত্রটির একই কাঠামোগত উপাদান রয়েছে।
ভিতরে কি আছে?
স্ফটিকগুলির অভ্যন্তরীণ গঠন হল এক ধরণের অণু এবং পরমাণুর সমন্বয় যা শুধুমাত্র স্ফটিকের জন্য অদ্ভুত। অণুবীক্ষণ যন্ত্র দিয়েও দৃশ্যমান না হলে তারা কীভাবে কণার অভ্যন্তরীণ গঠন জানবে?
এক্স-রে এর জন্য ব্যবহার করা হয়। স্বচ্ছ স্ফটিকের জন্য তাদের ব্যবহার করে, জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী এম. লাউ, ইংরেজ পদার্থবিদ পিতা ও পুত্র ব্র্যাগ এবং রাশিয়ান অধ্যাপক ইউ. ওল্ফ সেই আইনগুলি প্রতিষ্ঠা করেছিলেন যেগুলি অনুসারে স্ফটিকগুলির গঠন এবং গঠন অধ্যয়ন করা হয়৷
সবকিছুই আশ্চর্যজনক এবং অপ্রত্যাশিত ছিল। সামোঅণুর গঠনের ধারণাটি পদার্থের স্ফটিক অবস্থার জন্য অনুপযুক্ত বলে প্রমাণিত হয়েছে।
উদাহরণস্বরূপ, টেবিল লবণের মতো একটি সুপরিচিত পদার্থের NaCl অণুর রাসায়নিক গঠন রয়েছে। কিন্তু একটি স্ফটিকের মধ্যে, ক্লোরিন এবং সোডিয়ামের পৃথক পরমাণুগুলি পৃথক অণুতে যোগ করে না, তবে একটি নির্দিষ্ট কনফিগারেশন গঠন করে যাকে স্থানিক বা স্ফটিক জালি বলা হয়। ক্লোরিন এবং সোডিয়ামের ক্ষুদ্রতম কণাগুলি বৈদ্যুতিকভাবে বন্ধনযুক্ত। লবণের স্ফটিক জালি নিম্নরূপ গঠিত হয়। সোডিয়াম পরমাণুর বাইরের শেলের ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলির মধ্যে একটি ক্লোরিন পরমাণুর বাইরের শেলের মধ্যে প্রবর্তিত হয়, যা ক্লোরিনের তৃতীয় শেলের অষ্টম ইলেকট্রনের অনুপস্থিতির কারণে সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ হয় না। সুতরাং, একটি স্ফটিকের মধ্যে, সোডিয়াম এবং ক্লোরিন উভয়ের প্রতিটি আয়ন একটি অণুর অন্তর্গত নয়, পুরো স্ফটিকের সাথে সম্পর্কিত। ক্লোরিন পরমাণুটি একচেটিয়া হওয়ার কারণে, এটি শুধুমাত্র একটি ইলেক্ট্রনকে নিজের সাথে সংযুক্ত করতে পারে। কিন্তু স্ফটিকগুলির কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে ক্লোরিন পরমাণুটি ছয়টি সোডিয়াম পরমাণু দ্বারা বেষ্টিত, এবং তাদের মধ্যে কোনটি ক্লোরিনের সাথে একটি ইলেক্ট্রন ভাগ করবে তা নির্ধারণ করা অসম্ভব৷
এটা দেখা যাচ্ছে যে টেবিল লবণের রাসায়নিক অণু এবং এর ক্রিস্টাল এক জিনিস নয়। পুরো একক স্ফটিক একটি দৈত্যাকার অণুর মতো৷
গ্রিল - শুধুমাত্র মডেল
স্থানীয় জালিটিকে স্ফটিক কাঠামোর একটি বাস্তব মডেল হিসাবে নেওয়া হলে ত্রুটিটি এড়ানো উচিত। জালি - স্ফটিকের কাঠামোতে প্রাথমিক কণার সংযোগের উদাহরণের এক ধরণের শর্তসাপেক্ষ চিত্র। বল আকারে গ্রিড সংযোগ পয়েন্টদৃশ্যত আপনাকে পরমাণুগুলিকে চিত্রিত করার অনুমতি দেয় এবং তাদের সংযোগকারী লাইনগুলি তাদের মধ্যে বাঁধাই শক্তির একটি আনুমানিক চিত্র৷
বাস্তবে, একটি স্ফটিকের অভ্যন্তরে পরমাণুর মধ্যে ব্যবধান অনেক কম। এটি এর উপাদান কণাগুলির একটি ঘন প্যাকিং। একটি বল একটি পরমাণুর একটি প্রচলিত উপাধি, যার ব্যবহার এটি ঘনিষ্ঠ প্যাকিংয়ের বৈশিষ্ট্যগুলিকে সফলভাবে প্রতিফলিত করা সম্ভব করে তোলে। বাস্তবে, পরমাণুর একটি সাধারণ যোগাযোগ নেই, কিন্তু একে অপরের সাথে তাদের পারস্পরিক আংশিক ওভারল্যাপিং। অন্য কথায়, স্ফটিক জালির কাঠামোতে একটি বলের চিত্র হল, স্পষ্টতার জন্য, এমন একটি ব্যাসার্ধের চিত্রিত গোলক যাতে পরমাণুর ইলেক্ট্রনের প্রধান অংশ থাকে।
শক্তির অঙ্গীকার
দুটি বিপরীত চার্জযুক্ত আয়নের মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক আকর্ষণ শক্তি রয়েছে। এটি টেবিল লবণের মতো আয়নিক স্ফটিকের গঠনে একটি বাইন্ডার। কিন্তু আপনি যদি আয়নগুলিকে খুব কাছাকাছি নিয়ে আসেন, তাহলে তাদের ইলেক্ট্রন কক্ষপথগুলি একে অপরকে ওভারল্যাপ করবে, এবং অনুরূপ চার্জযুক্ত কণাগুলির বিকর্ষণীয় শক্তি উপস্থিত হবে। স্ফটিকের অভ্যন্তরে, আয়নগুলির বিতরণ এমন যে বিকর্ষণকারী এবং আকর্ষণীয় শক্তিগুলি ভারসাম্যপূর্ণ, স্ফটিক শক্তি প্রদান করে। এই গঠনটি আয়নিক স্ফটিকগুলির জন্য সাধারণ৷
এবং হীরা এবং গ্রাফাইটের স্ফটিক জালিতে সাধারণ (সম্মিলিত) ইলেকট্রনের সাহায্যে পরমাণুর একটি সংযোগ রয়েছে। ঘনিষ্ঠভাবে ব্যবধানে থাকা পরমাণুগুলিতে সাধারণ ইলেকট্রন থাকে যা একটি এবং প্রতিবেশী উভয় পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরে।
এই ধরনের বন্ধনের সাথে শক্তির তত্ত্বের একটি বিস্তারিত অধ্যয়ন বেশ কঠিন এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ক্ষেত্রে নিহিত।
ধাতুর পার্থক্য
ধাতু স্ফটিকের গঠন আরও জটিল। ধাতব পরমাণুগুলি সহজেই উপলব্ধ বাহ্যিক ইলেকট্রনগুলিকে দান করে, এই কারণে তারা স্ফটিকের পুরো আয়তন জুড়ে অবাধে চলাচল করতে পারে, এর ভিতরে তথাকথিত ইলেকট্রন গ্যাস তৈরি করে। এই ধরনের "বিচরণ" ইলেক্ট্রনগুলির জন্য ধন্যবাদ, বাহিনী তৈরি করা হয় যা ধাতব ইঙ্গটের শক্তি নিশ্চিত করে। বাস্তব ধাতব স্ফটিকগুলির গঠনের অধ্যয়ন দেখায় যে, একটি ধাতব ইঙ্গটকে ঠান্ডা করার পদ্ধতির উপর নির্ভর করে, এতে অপূর্ণতা থাকতে পারে: পৃষ্ঠ, বিন্দু এবং রৈখিক। এই ধরনের ত্রুটির আকার বেশ কয়েকটি পরমাণুর ব্যাস অতিক্রম করে না, তবে তারা স্ফটিক জালিকে বিকৃত করে এবং ধাতুতে ছড়িয়ে পড়া প্রক্রিয়াগুলিকে প্রভাবিত করে।
ক্রিস্টাল গ্রোথ
আরও সুবিধাজনক বোঝার জন্য, একটি স্ফটিক পদার্থের বৃদ্ধিকে একটি ইটের কাঠামোর নির্মাণ হিসাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে। যদি একটি অসমাপ্ত রাজমিস্ত্রির একটি ইট একটি স্ফটিকের অবিচ্ছেদ্য অংশ হিসাবে উপস্থাপন করা হয়, তাহলে স্ফটিকটি কোথায় বৃদ্ধি পাবে তা নির্ধারণ করা সম্ভব। স্ফটিকের শক্তির বৈশিষ্ট্যগুলি এমন যে প্রথম ইটের উপর স্থাপন করা ইটটি একদিক থেকে - নীচে থেকে আকর্ষণ অনুভব করবে। দ্বিতীয় পাড়ার সময় - দুই দিক থেকে, এবং তৃতীয় - তিন থেকে। স্ফটিককরণ প্রক্রিয়ায় - তরল থেকে কঠিন অবস্থায় রূপান্তর - শক্তি (ফিউশনের তাপ) নির্গত হয়। সিস্টেমের সর্বশ্রেষ্ঠ শক্তির জন্য, এর সম্ভাব্য শক্তি ন্যূনতম হওয়া উচিত। অতএব, স্ফটিকের বৃদ্ধি স্তরে স্তরে ঘটে। প্রথমে, প্লেনের একটি সারি সম্পূর্ণ হবে, তারপর পুরো প্লেনটি, এবং তারপরই পরবর্তীটি তৈরি করা শুরু হবে৷
এর বিজ্ঞানস্ফটিক
ক্রিস্টালোগ্রাফির মৌলিক নিয়ম - স্ফটিকের বিজ্ঞান - বলে যে স্ফটিক মুখের বিভিন্ন সমতলের মধ্যে সমস্ত কোণ সর্বদা স্থির এবং একই। একটি ক্রমবর্ধমান স্ফটিক যতই বিকৃত হোক না কেন, এর মুখের মধ্যে কোণগুলি এই ধরণের অন্তর্নিহিত একই মান বজায় রাখে। আকার, আকৃতি এবং সংখ্যা নির্বিশেষে, একই স্ফটিক সমতলের মুখগুলি সর্বদা একই পূর্বনির্ধারিত কোণে ছেদ করে। কোণের স্থিরতার সূত্রটি M. V দ্বারা আবিষ্কৃত হয়েছিল। লোমোনোসভ 1669 সালে এবং স্ফটিকের গঠন অধ্যয়নে একটি প্রধান ভূমিকা পালন করেন।
অ্যানিসোট্রপি
স্ফটিক গঠনের প্রক্রিয়ার বিশেষত্ব হল অ্যানিসোট্রপির ঘটনার কারণে - বৃদ্ধির দিকের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন শারীরিক বৈশিষ্ট্য। একক ক্রিস্টাল বিভিন্ন দিকে বিদ্যুৎ, তাপ এবং আলোকে ভিন্নভাবে সঞ্চালন করে এবং অসম শক্তি রাখে।
এইভাবে, একই পরমাণুর সাথে একই রাসায়নিক উপাদান বিভিন্ন স্ফটিক জালি তৈরি করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, কার্বন হীরা এবং গ্রাফাইটে স্ফটিক হতে পারে। একই সময়ে, হীরা খনিজগুলির মধ্যে সর্বাধিক শক্তির একটি উদাহরণ, এবং কাগজে পেন্সিল দিয়ে লেখার সময় গ্রাফাইট সহজেই তার দাঁড়িপাল্লা ছেড়ে যায়৷
খনিজগুলির মুখের মধ্যে কোণগুলি পরিমাপ করা তাদের প্রকৃতি নির্ধারণের জন্য অত্যন্ত ব্যবহারিক গুরুত্বপূর্ণ।
মৌলিক বৈশিষ্ট্য
স্ফটিকগুলির গঠনগত বৈশিষ্ট্যগুলি শিখেছি, আমরা সংক্ষেপে তাদের প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি বর্ণনা করতে পারি:
- অ্যানিসোট্রপি - বিভিন্ন দিকে অসম বৈশিষ্ট্য।
- অভিন্নতা - প্রাথমিকসমানভাবে ব্যবধানে অবস্থিত স্ফটিকগুলির উপাদানগুলির একই বৈশিষ্ট্য রয়েছে৷
- স্ব-কাটা করার ক্ষমতা - একটি ক্রিস্টালের যেকোন টুকরো এটির বৃদ্ধির জন্য উপযুক্ত একটি মাঝারি আকার ধারণ করবে এবং এই ধরনের স্ফটিকগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ মুখ দিয়ে আচ্ছাদিত হবে। এই বৈশিষ্ট্যটিই স্ফটিককে তার প্রতিসাম্য বজায় রাখতে দেয়।
- গলনাঙ্কের পরিবর্তন। একটি খনিজ স্থানিক জালির ধ্বংস, অর্থাৎ, একটি কঠিন থেকে তরল অবস্থায় একটি স্ফটিক পদার্থের রূপান্তর, সর্বদা একই তাপমাত্রায় ঘটে।
ক্রিস্টাল হল কঠিন পদার্থ যা একটি প্রতিসম পলিহেড্রনের প্রাকৃতিক আকৃতি ধারণ করেছে। স্ফটিকগুলির গঠন, একটি স্থানিক জালির গঠন দ্বারা চিহ্নিত, একটি কঠিন পদার্থের বৈদ্যুতিন কাঠামোর তত্ত্বের পদার্থবিদ্যার বিকাশের ভিত্তি হিসাবে কাজ করে। খনিজ পদার্থের বৈশিষ্ট্য এবং গঠন অধ্যয়ন অত্যন্ত ব্যবহারিক গুরুত্ব বহন করে।
