томи кремнію завжди оточені чотирма атомами кисню. Координаційні угруповання (SiO 4 ) 4 - зберігаються в розплавленому, кристалічному або склоподібного стані діоксиду кремнію. Це означає, що в структурі скла зберігається ближній порядок в розташуванні аніонів щодо катіонів кремнію, характерний для координаційної структури кристалів.
Далеким порядком називається строго періодичне і послідовне розташування атомів або угруповань з атомів в просторі, який обумовлює утворення єдиної тривимірної решітки.
Якщо для кристалічних структур характерна наявність ближнього і далекого порядків, то особливість будови стекол полягає в тому, що в їх структурі є ближній порядок, але відсутній дальній порядок в розташуванні координаційних груп атомів.
В основі структури силікатного скла, тобто скла, що містить в якості основного компонента кремнезем, лежать іони (SiO 4 ) 4 - , що утворюють тетраєдри, в центрі яких розташовується малий іон Si 4 + радіусом 0,039 нм, а у вершинах знаходяться більші іони O 2 - , що мають радіус 0,132 нм. Відстань від центру тетраедра до центру іонів O 2 - становить 0,162 нм, а між сусідніми іонами O 2 - - 0,265 нм. На малюнку 1 представлений зовнішній вигляд такого тетраедра.
З'єднуючись один з одним вершинами, ці тетраєдри утворюють безперервну в одному, двох або трьох вимірах просторову структуру. Взаємним розташуванням тетраедрів у структурі, їх впорядкованістю визначаються основні властивості матеріалу. br/>
Рисунок 1 - Зовнішній вигляд тетраедра (SiO 4 ) 4 -
Правильно впорядковані тетраєдри утворюють правильну кристалічну решітку, характерну для кристалічного кварцу (малюнок 2а), що зумовлює анизотропность його властивостей. У той же час в кварцовому склі (плавленому кварці) спостерігається невпорядковане розташування тетраедрів (малюнок 2б) і изотропность властивостей поряд з відсутністю яскраво вираженої температури плавлення, притаманною кристалічним матеріалам. br/>
Рисунок 2 - Кристалічні грати кристалічного (а) і плавленого (б) кварцу
У загальному випадку в центрі кисневих тетраедрів можуть знаходитися і інші стеклообразователей (B, P, Ge), при цьому скла носять назви боратного, фосфатних ...
