Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Структурные каналы [1120]. На пересечении структурных R-и r-слоев, параллельных одной и той же оси х, образуются два типа структурных каналов: малые четырехугольные и большие шестиугольные (см. рис. 14,6). Атомы кислорода, оконтуриваю-щие малые каналы, образуют в кварце отчетливо выраженную однозаходовую спиральную конфигурацию с шагом, равным а0> и с противоположным знаком вращения по сравнению с однозаходными спиралями вдоль оси г в этой же структуре. Вдоль широких шестиугольных каналов можно выделить двухзаходные спирали с шагом 2а0.
Структурные ряды (каналы), образующиеся на пересечении ромбоэдрических слоев. На пересечении структурных слоев основных ромбоэдров формируюстя важные структурные ряды и каналы. Особенно интересны ряды и каналы, образующиеся на пересечении двух смежных слоев большого ромбоэдра. В этом случае образуются тройки тетраэдров, почти предельно вытянутых в направлении ребра RlR. Поскольку в Я-слоях все три тетраэдра стянуты к одной плоскости и между этими плоскостями имеется большой «пустой» промежуток, при пересечении таких слоев образуются достаточно широкие структурные каналы почти квадратного сечения (двугранный угол между смежными ^-плоскостями составляет ~94°, а сам ромбоэдр близок к кубу) (рис. 16). R/R-каналы (ряды) образуют три системы (соответственно трем ребрам ромбоэдра, сходящимся у тройной оси), наклоненные к оси г под углами —57,5°. Аналогичные ряды и каналы образуются и на пересечении смежных r-слоев. Однако в этом случае вследствие особенностей строения г-слоя (тетраэдры больше, чем в R-слое, рассредоточены в межплоскостном промежутке, и поэтому там меньше «пустого» пространства) тройки тетраэдров гораздо сильней «свернуты», а /"//"-каналы имеют гораздо меньший диаметр. Достаточно широкие каналы образуются также на пересечении R/r-слоев (угол пересечения ~47°). В структуре имеется шесть систем Rlr-каналов, наклоненных к оси г под углом ~42,3°.
Структура кварца и направление спайности. В простейшем случае, когда кристалл можно представить как одну решетку, способность его раскалываться по различным кристаллографиче-
Рис. 16. Проекция структуры кварца вдоль направления [0111]. dR — межплоскостные расстояния 1
Таблица 10
Основные кристаллографические данные
Кристаллографическая плоскость-символ, буквенное обозначение Межплос-костиое расстояние, HH dSi-Si. им п rfSi—Si'"" им Вероятность спайности, по О.Бравэ Вероятность спайности
Большой ромбоэдр (1011) R 0.334 0,2463 2 0,12315 3 1
Малый ромбоэдр (0111) т 0,334 0,1995 2 0,09975 3 2
Пинакоид (0001) с 0,5405 0,1801 2 0,09005 1 3
Гексагональная призма 0,425 0,1978 3 0,06593 2 4
(1010) m
Тригональная призма (1120) 0,2456 0,1486 4 0,03715 4 5
(-*)
ским плоскостям должна быть пропорциональна значению межплоскостных расстояний dhhi- чем дальше отстоят плоскости друг от друга, тем слабее связь между ними и тем легче вдоль этих направлений должен раскалываться кристалл при механических воздействиях. В более сложных кристаллах, как известно, структура состоит из нескольких (часто разносортных) решеток, вставленных одна в другую. Структура кварца с этой точки зрения составлена из трех «кремниевых» и шести «кислородных» решеток. В этом случае при отыскании качественной зависимости направления спайности от структуры разумно рассматривать наиболее далеко отстоящие друг от друга атомные сетки кремния dSi~si> а также число (п0) связывающих «кислородных» сеток, расположенных между этими максимально удаленными «кремниевыми» сетками. В первом приближении вероятность спайности будет при этом пропорциональна значению dsi-siMo (табл. 10; см. рис. 14).
Из табл. 10 видно, что эти величины дают последовательность возможной спайности для различных плоскостей, хорошо согласующуюся с тем, что наблюдается в действительности.
Структура и оптическая активность. Известно, что кристаллы кварца вследствие спирального строения являются оптически активными. Как уже отмечалось, вращение плоскости поляризации вдоль оси г находится в соответствии с направлением закручивания структурньїх спиралей из атомов кислорода или кремния, проходящих вокруг винтовых осей третьего порядка. Известно также, что один и тот же кристалл кварца обладает способностью вращать плоскость поляризации света в разных направлениях (это так называемая антисимметрия тензора гирации). Так, кристалл, вращающий плоскость поляризации света вдоль оси z по правой спирали, в перпендикулярном направлении вращает плоскость поляризации по левому винту, а в промежуточном направлении становится вообще оптически неактивным. Однако до сих пор не обращали внимания на то, что этот эффект в кварце имеет простое объяснение с точки зрения структурных позиций. Дей-
88 ствительно, как ато уже отмечалось, в кислородном мотиве структуры кварца, наряду с уже упоминавшимися спиралями вдоль оси г, можно выделить спиральные образования противоположного направления вращения, ориентированные вдоль осей х, хотя вдоль этих направлений проходят винтовые оси второго порядка, которые сами по себе не порождают спиральных образований, но расположение атомов в указанных направлениях имеет четко выраженный спиральный характер (такие конфигурации можно назвать квазиспиралями). Таким образом, можно сделать вывод, что плоскость поляризации света при его прохождении через кристалл в разных направлениях вращается в соответствии с особенностями спирального строения его структуры в соответствующих направлениях.
