Металдардың кристалдық торлары
Кристалдар (гр. krys-tallos – алғашқы мағынасы мұз) – атомдары мен молекулалары кристалдық тор түзетін қатты денелер. Кристалдар қатты денелердің тепе-теңдік күйі болып табылады. Белгілі бір термодинамикалық жағдайда (қысым, температура) кристалдық күйде болатын заттың нақты, тек өзіне тән кристалдық атомдық құрылымы болады. Бұл құрылым атомдардың орналасуына байланысты кристалдардың сыртқы симметриясын және олардың анизотропиялық қасиеттерін бейнелейді. Табиғатта және техникада кездесетін қатты материалдардың көпшілігі – поликристалдар. Олар ретсіз орналасқан ұсақ кристалдан (кристалиттерден) құралады. Бұған көптеген минералдар, металдар мен қорытпалар жатады. Кристалдың жеке ірі түрі монокристалл деп аталады. Табиғатта салмағы жүздеген килограммға жететін кварц, дала шпаты, флюорит кристалымен қатар мөлшері өте ұсақ алмас кристалы да кездеседі. Молекула-кинетикалық теориядағы термодинамикалық тепе-теңдік жағдайда өсірілген кристалдың пішіні белгілі бір симметриялы, дұрыс көпжақ түрінде болады. Олардың жақтары жазық болып келеді де, қырлары түзу сызық бойымен тұрақты бұрыш жасай қиылысады, яғни кристалдану кезінде кристалдың жақтары өзіне-өзі параллель жылжиды. Бұл заңдылық кристаллографияда бұрыштардың тұрақтылық заңы деп аталады.
Барлық металдардың қалыпты жағдайда атомдары белгілі тәртіппен орналасып кристалл тор құрайды. Осыдан металдар атомдары бей-берекет орналасқан аморф денелерден ерекшеленеді. Жазықтықта металл атомдары белгілі тәртіппен орналасқан сүзгіні, ал кеңістікте атомдық кристалдық торды құрайды (1.2 суретті қара).
1.2 сурет - Кристалдық тордың жазықтықтағы және кеңістіктегі көріністері
Сызбада сызықтар көршілес атомдарды қосып тұр. Шын мәнісінде ешқандай сызықтар болмайды, әрбір атом кристалдық торда өзінің тепе-теңдік нүктелері айналасында тербеліп отырады.
Кристалдық тор түрлері әрқилы болады. Қарапайым тор кристалдың түзілу ерекшеліктерін сипаттайды. Тордың қабырғаларын а, b, с және қабырға арасындағы бұрыштарын α, β, γ деп белгілейік (1.3 суретті қара). Сонда жеті түрлі кристалдық жүйе келесідей тор түрлеріне сәйкес келеді:
1. Триклинді а≠b≠с және α≠β≠γ≠900;
2. Моноклинді а≠ b≠с және α=γ=900; β≠900;
3. Ромбалы а≠ b≠с және α=β=γ=900;
4. Гексаногалды а=b≠с және α=β=900; γ=1200;
5. Ромбоэдрлі а=b=с және α=β=γ≠900;
6. Тетрагоналды а=b≠с және α=β=γ=900;
7. Кубтық а=b=с және α=β=γ=900.
1.3 сурет - Кристалдық тор сұлбасы
Кристалдың негізгі параметрлері:
- Қарапайым тор қабырғасының өлшемдері, а, b, с – тор периоды, бір-біріне жақын орналасқан атомдардың ара қашықтығы. Тор периоды – бұл қарапайым тор қабырғасы бойынша орналасқан атомдардың ара қашықтығы, нанометрмен өлшенеді (1 нм = 10-9 м = 10 Å).
- Координациялық сан 
берілген атомнан бірдей аралықта орналасқан басқа атомдар санын көрсетеді. Мысалы, кубтың көлемі бойынша шоғырланған торда әрбір атом үшін көршілес атомдар саны 8 (К=8). Қарапайым кубтық тор үшін координациялық сан 7 тең (К=7). Кубтың жағы бойынша шоғырланған торда координациялық сан 13 (К=13). Гексаногалды тор үшін координациялық сан 16 тең (К=16). Координациялық сан неғұрлым үлкен болса, соғұрлым торда атомдар тығыз орналасады.
- Тор базисі– бір қарапайым тор ұяшығындағы атомдар саны.
Металдардың кристалдық торларының ең көп кездесетін негізгі түрлері: кубтың көлемі бойынша шоғырланған (Сr, Mo, W, V т.б.), кубтың жағы бойынша шоғырланған (Ni, Al, Cu, Pb т.б.), гексаногалды (Be, Cd, Zn, Mg т.б.) (1.4 суретті қара).
а ә б
а) кубтың көлемі бойынша шоғырланған
ә) кубтың жағы бойынша шоғырланған
б) гексаногалды
1.4 сурет - Металдардың кристалдық торлары