Кристаллография




Кристаллогра́фия — наука о кристаллах, их структуре, возникновении и свойствах.
Она тесно связана с минералогией, физикой твёрдого тела и химией. Исторически кристаллография возникла в рамках минералогии, как наука, описывающая идеальные кристаллы.


Задачей кристаллографии является изучение строения, физических свойств кристаллов, условий их образования, разработка методов исследования и определения вещества по кристаллической форме, физическим особенностям и т.п. В кристаллографии выделяют направления работ:




  • физическая кристаллография: изучает физические свойства кристаллов — механические, тепловые, оптические;

  • геометрическая кристаллография: изучает формы кристаллов;

  • кристаллогенез: изучает образование и рост кристаллов;


  • кристаллохимия: изучает связь между химическим составом вещества и его физическими и химическими свойствами.




Содержание






  • 1 История науки


  • 2 Основные понятия кристаллографии


    • 2.1 Пирамиды роста


    • 2.2 Симметрия




  • 3 2014 — Международный год кристаллографии


  • 4 См. также


  • 5 Примечания


  • 6 Литература


  • 7 Ссылки





История науки |





Почтовая марка СССР, 1966 год:
VII международный конгресс кристаллографов


Истоки кристаллографии можно усмотреть ещё в античности, когда греки предприняли первые попытки описания кристаллов. При этом большое значение придавалось их форме. Греками же была создана геометрия, выведены пять платоновых тел и сконструировано множество многогранников, позволяющих описывать форму кристаллов.




  • 1611 — трактат «О шестиугольных снежинках» немецкого астронома и математика И. Кеплера. Кеплера иногда называют ранним предшественником структурной кристаллографии.


  • 1669 — Стенсен, Нильс выдвинул закон (Закон Стено) или «закон постоянства углов кристаллов», который утверждает, что углы между соответствующими гранями кристаллов одинаковы для всех экземпляров одного минерала при одинаковых условиях (температура и давление).

  • Как самостоятельная дисциплина кристаллография была изложена французским минералогом Жаном Батистом Луи Роме-де-Лилем (фр. Jean-Baptiste Romé de Lisle) в 1772 году в сочинении «Опыт кристаллографии». Позднее Жан Батист Луи Роме-де-Лиль переработав и расширив это сочинение, опубликовал его в 1783 году под названием «Кристаллография, или описание форм, присущих всем телам минерального царства».


  • Ренэ-Жюст Гаюи нашёл весьма важный закон о рациональности разрезов по осям, который имеет значение для всего строения кристалла. Независимо друг от друга он и шведский химик Торберн Бергман выяснили, что из всех кристаллов известковых шпатов можно вырубить кристалл основной формы, тем самым открыли существование плоскостей спайности.

  • В 1830-е Иоганн Гессель и независимо в 1869 Аксель Гадолин доказали, что в К. возможны лишь 32 вида симметрии, подразделённые в 6 сингоний[1].


Первым в России предпринял точные кристаллографические исследования Н. И. Кокшаров, а получил полную классификацию кристаллографической группы Е. С. Фёдоров.


В 1947 году основан Международный союз кристаллографов.



Основные понятия кристаллографии |


Для описания симметрии многограниников и кристаллических решёток в кристаллографии установлена следующая иерархия терминов:



  • Три категории симметрии

    • Шесть сингоний


    • Семь кристаллических (кристаллографических) систем

      • 14 решёток Браве


      • 32 класса или вида симметрии
        • 230 пространственных групп






Кроме того, используются термины:



  • Простая форма

  • Индексы грани

  • Кристаллическая решётка

  • Обратная решётка

  • Кристаллическая структура

  • Элементарная ячейка

  • Изоморфизм (химия)

  • Полиморфизм кристаллов

  • Метаморфизм



Пирамиды роста |


Пирами́ды ро́ста — пирамиды, основаниями которых служат грани кристалла, а общей вершиной — начальная точка роста.


Реальный кристалл во многих случаях целесообразно рассматривать как совокупность пирамид роста, поскольку очень часто физические свойства пирамид роста с основаниями, принадлежащим к различным простым формам, оказываются различными. Это подтверждается существованием у многих природных кристаллов структуры песочных часов, случаями закономерной оптической аномалии у кристаллов
кубической системы и пр.



Симметрия |


Симме́три́я кристаллов (др.-греч. συμμετρία «соразмерность», от μετρέω — «мерю») — закономерная повторяемость в пространстве одинаковых граней, рёбер и углов фигуры, которая может совмещаться сама с собой в результате одного или нескольких отражений. Для описания симметрии пользуется воображаемыми образами — точками, прямыми, плоскостями, называемыми элементами симметрии.


Плоскость симметрии (P) — это воображаемая плоскость, которая делит фигуру на две симметрично равные части, расположенные друг относительно друга как предмет и его зеркальное отражение.
Ось симметрии (L) — прямая линия, при вращении вокруг которой повторяются равные части фигуры, то есть она самосовмещается. Число совмещений при повороте на 360° определяет порядок оси симметрии (n).
Центр симметрии (С) — точка внутри кристалла, в которой пересекаются и делятся пополам все линии, соединяющие соответственные точки на его поверхности.




























































































Вид симметрии
Категория
Низшая
Средняя
Высшая

Кристаллическая система

Триклинная

Моноклинная

Ромбическая

Тетрагональная

Тригональная

Гексагональная

Кубическая
Примитивный
L1


L4
L3
L6
4L33L2
Центральный
C


L4PC
L3C = Ł3
L6PC
4L33L23PC
Планальный

P
L22P
L44P
L33P
L66P
44L36P
Аксиальный

L2
3L2
L44L2
L33L2
L66L2
3L44L36L2
План-аксиальный

L2PC
3L23PC
L44L25PC
L33L23PC = Ł33L23P
L66L27PC
3L44L36L29PC
«Инверсионно-примитивный»



Ł4

Ł6 =L3P

«Инверсионно-планальный»



Ł42L22P

Ł63L23P



2014 — Международный год кристаллографии |


3 июля 2012 года Генеральная Ассамблея ООН на своей 66-й сессии постановила провозгласить 2014 год Международным годом кристаллографии.


В обоснование принятого решения в резолюции Генеральной Ассамблеи подчёркивается роль изучения и прикладного использования кристаллографии в современном мире и указывается на важное значение научных достижений в области кристаллографии. Упоминается также, что в 2014 году отмечается столетие зарождения современной кристаллографии[2].


Ведущую роль в проведении года кристаллографии сыграл Международный союз кристаллографов[3].



См. также |



  • Кристаллохимия

  • Кристаллофизика

  • Классификация кристаллических решёток

  • Кристаллографическая точечная группа симметрии

  • Трансляция (кристаллография)


  • Закон постоянства углов — суть его заключается в том, что все кристаллы, которые принадлежат к одной много-морфной модификации (политипным видоизменениям) данного вещества, имеют одинаковые углы между соответствующими рёбрами и гранями (см. Нильс Стенсен).



Примечания |





  1. Болдырев А. К. Кристаллография, ОНТИ.- М.- Л.- Грозный — Новосибирск: ГорГеоНефтеИздат, 1934


  2. Резолюция, принятая Генеральной Ассамблеей 3 июля 2012 года (неопр.) (недоступная ссылка). ООН. Проверено 5 февраля 2014. Архивировано 22 февраля 2014 года.


  3. International year of crystallography (англ.) Официальный сайт




Литература |



  • Земятченский П. А. Кристаллология // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

  • Уэвелль В. История индуктивных наук от древнейшего и до настоящего времени. В трех томах. Т.III. История кристаллографии. СПб.,1869.

  • Шубников А. В. У истоков кристаллографии. М., 1972.-52 с.

  • Шафрановский И. И. История кристаллографии в России. М.- Л.,1962.-416 с.

  • Шафрановский И. И. История кристаллографии (с древнейших времен до начала XIX столетия). Л., «Наука»,1978.-297 с.

  • Шафрановский И. И. Кристаллография в СССР: 1917—1991 / Отв. ред. Н. П. Юшкин. -СПб., 1996.

  • Burke J.G. Origins of the science of crystals. University of California, Los Angeles, 1966. 198 p.



Ссылки |


.mw-parser-output .ts-Родственные_проекты{background:#f8f9fa;border:1px solid #a2a9b1;clear:right;float:right;font-size:90%;margin:0 0 1em 1em;padding:.5em .75em}.mw-parser-output .ts-Родственные_проекты th,.mw-parser-output .ts-Родственные_проекты td{padding:.25em 0;vertical-align:middle}.mw-parser-output .ts-Родственные_проекты td{padding-left:.5em}





  • Справочник по кристаллографии (недоступная ссылка)












Popular posts from this blog

Михайлов, Христо

Гороховецкий артиллерийский полигон

Центральная группа войск