В минералогическом музее вы можете увидеть гигантские кристаллы, достигающие человеческого роста, а иной раз и уникальные экземпляры, вес которых измеряется в тоннах. Но подобные музейные уникумы, конечно, встречаются очень редко. И вообще, на первый взгляд может показаться, что кристаллы хотя и приятное, но не частое явление в нашем мире.
Но присмотритесь получше к окружающим вас предметам. Обычные сахар и поваренная соль, лед и песок состоят из множества мелких кристалликов. Границы раздвинутся еще шире, если вы вооружитесь микроскопом. Излом любого металла глянет на вас сверкающими кристаллическими гранями. Окажется, что основная масса горных пород, образующих земную кору, состоит из кристаллов. Даже глина, как показывают точные методы современной науки, представляет собой нагромождение мельчайших кристалликов. Металлы, камень, песок, глина — это основа наших строительных материалов. Значит, из кристаллов построены целые города!
Вывод, который мы должны здесь сделать, многим покажется неожиданным, но это так: кристаллическое состояние — одно из самых распространенных в окружающей нас природе.
Добавим к этому, что кристаллическими являются очень многие синтетические материалы, используемые в современной технике. Вспомним о полупроводниках, ферромагнетиках, сверхпрочных и жаростойких сплавах, и нам станет ясно, что изучение кристаллического состояния — дело первостепенной научной важности.
Но что такое кристалл? Каковы основные признаки кристаллического состояния?
Твердое вещество существует в двух формах: оно может быть кристаллическим или аморфным. Одно из характерных свойств кристаллического вещества, в отличие от аморфного, — способность самоограняться. Кристаллы образуются по-разному: они выпадают при упаривании раствора, они возникают при охлаждении расплава, при достаточно низкой температуре они растут из паров (вспомните иней или морозные узоры на стекле). И во всех этих случаях на поверхности кристаллов самопроизвольно возникают плоские грани.
Вместе с тем, огранка хотя и характерный, но не обязательный признак кристаллического вещества. В некоторых случаях грани кристаллов бывают выражены весьма нечетко. Иногда вещество состоит из таких мелких кристалликов, что грани трудно обнаружить даже под микроскопом. Кроме того, если кристалл обточить, придав ему округлую форму, лишенную граней, вещество не перестанет быть кристаллическим и свойства его останутся прежними.
Способность самоограняться — это лишь одно из проявлений более общего, более фундаментального качества кристаллов — их анизотропии. Так называют различие свойств по разным направлениям.