Кристаллография

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

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 год — трактат «О шестиугольных снежинках» немецкого астронома и математика И. Кеплера. Кеплера иногда называют ранним предшественником структурной кристаллографии.
• Как самостоятельная дисциплина кристаллография была изложена французским минералогом Жаном Батистом Луи Роме-де-Лилем (Rome de l’Isle) в 1772 году в сочинении «Опыт кристаллографии». Позднее Жан Батист Луи Роме-де-Лилем 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 сингонний^[1].

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

Основные понятия кристаллографии

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

• Три категории симметрии
  • Семь сингоний
  • Шесть 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
• Полиморфизм кристаллов

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 — «меряю»)- это закономерная повторяемость в пространстве одинаковых граней, ребер 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
Сингония	Триклинная	Моноклинная	Ромбическая	Тетрагональная	Тригональная	Гексагональная	Кубическая
Примитивный	L1			L4	L3	L6	4L33L2
Центральный	C			L4PC	L3C = Li3	L6PC	4L33L23PC
Планальный		P	L22P	L44P	L33P	L66P	3Li44L36P
Аксиальный		L2	3L2	L44L2	L33L2	L66L2	3L44L36L2
План-аксиальный		L2PC	3L23PC	L44L25PC	L33L23PC = Li33L23P	L66L27PC	3L44L36L29PC
«Инверсионно-примитивный»				Li4		Li6 =L3+^ P
«Инверсионно-планальный»				Li42L22P		Li63L23P

См. также

• Кристаллохимия
• Классификация кристаллических решёток

Примечания

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

Литература

• 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

• Справочник по кристаллографии

Для улучшения этой статьи желательно?: Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии. Викифицировать статью.