кристаллохимия

кристаллохи́мия

изучает зависимость структуры и свойств кристаллов от их химического состава.

* * *

КРИСТАЛЛОХИМИЯ

КРИСТАЛЛОХИ́МИЯ, раздел кристаллографии (см. КРИСТАЛЛОГРАФИЯ), в котором изучается пространственное расположение и химические связи атомов в кристаллах, а также зависимость физических и химических свойств кристаллических веществ от их строения. Кристаллохимия является также разделом химии (см. ХИМИЯ). Математическая база кристаллохимии — теория групп симметрии, физическая — термодинамика и квантовая механика, экспериментальная — дифракционные методы исследования структуры кристаллов.
Различие и многообразие кристаллических структур зависит от химической природы вещества, от размеров атомов или ионов, от сил и типа связи между ними. Кристаллохимические закономерности позволяют объяснить, а в ряде случаев предсказать, исходя из химического состава вещества, расположение атомов или молекул в кристаллической структуре и расстояния между ними. В основе кристаллохимического подхода заложены общие принципы характеристики и интерпретации кристаллических структур, разработанные геометрической кристаллографией, включая учение о симметрии, на котором в основном базируется описание строения кристаллов. Кристаллохимический анализ строения вещества имеет два аспекта: стереохимический и кристаллоструктурный. Для описания структур реальных кристаллов в кристаллохимии используются такие характеристики, как координационное число (см. КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО) и координационный полиэдр (см. КООРДИНАЦИОННЫЙ ПОЛИЭДР), типы упаковок частиц в кристаллах (см. Упаковки плотнейшие (см. УПАКОВКИ ПЛОТНЕЙШИЕ)). Теория плотной упаковки является одним из важнейших геометрических представлений в кристаллохимии, и наглядно объясняет расположение атомов в ряде металлических структур. Ионные структуры представляют как систему полиэдров — координационных многогранников.
Все многообразие кристаллических структур в кристаллохимии классифицируют по химическим признакам и структурным особенностям укладки атомов. Кристаллические структуры в кристаллографии делят на гомодесмические (координационные) и гетеродесмические. В гомодесмических структурах все атомы объединены одинаковыми химическими связями, образующими пространственный каркас. Здесь нет группировок, которые можно было бы назвать молекулами (алмаз, галогениды щелочных металлов). Однако гораздо чаще кристаллические вещества имеют гетеродесмическую структуру; ее характерная черта — присутствие структурных фрагментов, внутри которых атомы соединены наиболее прочными (обычно ковалентными) связями.
Основные явления, изучаемые кристаллохимией — изоморфизм (см. ИЗОМОРФИЗМ (в химии)), полиморфизм (см. ПОЛИМОРФИЗМ (в минералогии)), морфотропия (см. МОРФОТРОПИЯ), политипизм (см. ПОЛИТИПИЗМ).
Большой раздел составляет кристаллохимия органических соединений. В нем рассматриваются правила плотной упаковки молекул, связь симметрии молекул и симметрии кристалла, типы органических структур.
В области исследований зависимости свойств кристаллов от их строения кристаллохимия перекрывается с кристаллофизикой и физикой твердого тела.
Систематическая кристаллохимия включает в себя последовательное описание особенностей кристаллических структур различных классов химических соединений. Обобщенная кристаллохимия рассматривает многообразие конденсированных фаз с полной, неполной и частичной упорядоченностью: кристаллов и квазикристаллов, пластических и доменных кристаллов, жидких кристаллов, жидкостей.