1. Какие твёрдые тела изотропны, а какие анизотропны? В чём проявляется анизотропия свойств кристаллов?
Изотропными являются аморфные твердые тела, такие как стекло, пластмассы и некоторые полимеры. Их свойства одинаковы во всех направлениях, так как частицы расположены хаотично. Анизотропными являются кристаллические твердые тела, такие как кварц, графит, слюда. Их физические свойства, такие как теплопроводность, электропроводность, твердость, изменяются в зависимости от направления внутри кристалла.
2. Объясните анизотропию и изотропию свойств кристаллов на основе строения твёрдых тел.
Анизотропия кристаллов объясняется тем, что в их решетке атомы расположены упорядоченно, образуя различные пространственные структуры. В одних направлениях межатомные связи могут быть сильнее, чем в других, что приводит к разным свойствам в зависимости от направления измерений. В аморфных телах частицы расположены беспорядочно, поэтому их свойства не зависят от направления.
3. Чем объясняется большая прочность алмаза по сравнению с графитом?
Алмаз обладает большей прочностью по сравнению с графитом из-за разного строения их кристаллических решеток. В алмазе атомы углерода связаны в трехмерную тетраэдрическую структуру прочными ковалентными связями, что делает его самым твердым известным материалом. В графите атомы углерода соединены в слои, между которыми действуют слабые ван-дер-ваальсовы силы, поэтому слои легко скользят относительно друг друга, что делает графит мягким.