Вытравления фигуры

Вытравления фигуры. Если подвергнуть кристалл действию какого-либо соответственного растворителя или химического реактива, то растворение или химическая реакция начнутся в различных точках кристалла; но раз начавшись в известном месте, эти процессы идут с неодинаковой скоростью по различным направлениям, и в результате получаются углубления, имеющие форму многогранника. Подобные образования называются фигурами вытравления.

Эти фигуры вытравления бывают особенно резко и отчетливо выражены в первые моменты образования; в большинстве случаев при дальнейшем ходе вытравления контуры фигур обыкновенно стушевываются, поэтому чаще всего предметом изучения служат фигуры вытравления весьма незначительных размеров. Обыкновенно их изучают и рассматривают под микроскопом. На рис. 1 изображена фотография фигуры вытравления на грани доломита.

Необходимость улавливания начальных стадий вытравления дает уже совершенно определенные общие указания относительно тех условий, какие следует соблюдать для получения наиболее резких результатов. Весьма часто действуют очень слабыми растворами вытравителей, в течение очень короткого времени и т. д. Достаточно, например, опустить кристалл или спайный обломок кальцита на несколько секунд в слабый раствор соляной кислоты, чтобы на гранях появились фигуры вытравления, отчетливо видимые в лупу. Изменения скоростей вытравления по различным направлениям в кристалле находятся в полном соответствии с теми элементами симметрии, какие присущи каждому кристаллическому веществу. Поэтому, наблюдаемые на какой-нибудь кристаллической грани фигуры вытравления обнаруживают элементы симметрии, соответствующие вытравляемой кристаллической грани.

Возьмем для примера кристаллический многогранник барита (BaSO₄), состоящий из двух конечных граней (001) и четырех призматических (110). Если мы подвергнем такой кристалл кипячению в крепком растворе соляной кислоты в течение небольшого времени, то на гранях появятся вполне отчетливые фигуры вытравления. На конечных плоскостях (110) эти фигуры представляют, как это схематически изображено на развернутом рис. 2, углубления с четырехугольным или шестиугольным сечением; они соответствуют двум вертикальным плоскостям симметрии, имеющимся в барите. Напротив, на гранях призмы (110) фигуры вытравления - моносимметричны, соответственно одной горизонтальной плоскости симметрии, проходящей чрез эти грани. Взаимное расположение фигуры вытравления на соседних призматических гранях подтверждает присутствие двух вертикальных плоскостей симметрии.

Из этого явствует, что при помощи фигуры вытравления можно изучать симметрию, присущую кристаллическому телу. Подобный метод является особенно ценным в тех случаях, когда многогранники роста не дают точного ответа на этот вопрос. Возьмем, например, ромбоэдр кальцита (СаСO₃) и ромбоэдр доломита (CaCO₃, MgCO₃). Наружная форма этих тел не может дать точного ответа, обладают ли эти кристаллы одинаковыми или различными элементами симметрии. Между тем, фигуры вытравления, полученные действием соляной кислоты, резко обнаруживают различия между этими телами. Фигуры вытравления на гранях ромбоэдра кальцита доказывают присутствие плоскости симметрии, проходящей чрез каждую ромбоэдрическую грань кальцита (рис. 3); напротив, в доломите эти фигуры - асимметричны (рис. 4): в доломите не имеется соответственных плоскостей симметрии.

Вытравление какого-либо определенного кристаллического тела можно производить не одним только вытравителем, а различными вытравителями, и тогда нередко получаются различные фигуры вытравления. Так, например, на рис. 3 показаны фигуры вытравления, получающиеся на кальците при действии на него соляной кислотой; если вытравлять кальцит уксусной кислотой, то получаются фигуры, изображенные на рис. 5; от муравьиной кислоты - фигуры, изображенные на рис. 6. Каждый из этих вытравителей оставляет на кальците определенные фигуры вытравления. Само собой разумеется, что эти фигуры вытравления, отличные по своему облику, все соответствуют плоскости симметрии, проходящей чрез ромбоэдрическую грань кальцита.

Изучение явлений вытравления производится и иным путем. Вытравляется не кристаллический многогранник, а шар, который вышлифовывают для этой цели из испытуемого кристаллического вещества. Так, например, отшлифованный шар кальцита подвергается действию азотной кислоты. Этот шар неодинаково быстро уменьшается в своих размерах по различным направлениям, и постепенно шар превращается в определенную многогранную фигуру. Такой многогранник представляет собой многогранник вытравления (растворения) кристалла. Начиная со второй половины XIX в. явления вытравления различных кристаллических тел усердно изучаются рядом исследователей. Все описанные выше фигуры вытравления получены искусственно, но можно наблюдать фигуры вытравления в природе на окристаллизованных минералах, полученные без всякого участия человека, действием природных вытравителей: естественные фигуры вытравления. Изучение естественных фигур  вытравления может осветить нам в известном отношении условия, в которых находился выросший окристаллизованный минерал. Принимая во внимание то, что различные вытравители обусловливают иногда появление различных фигур  вытравления, мы можем по естественным фигурам вытравления не только обнаружить имевший место в природе процесс вытравления, но в иных случаях точно определить и самое вещество, которое вызвало вытравление.

Я. Самойлов.