Курс по кристалография 2007 Край - PDF документ

Документи

УНИВЕРСИТЕТ В БУКУРЕЩ Геолого-геофизически факултет

кристалография

Ubi materia, ibi geometria Йоханес Кеплер

Йоханес Кеплер (1611). В своята работа „Strange Seu de Nive Sexangula“ Кеплер изследва „шестоъгълен сняг“, достигайки до някои идеи за симетрия и дори до хипотезата, че снегът ще се състои от малки сфери, поставени редовно. В неговите съображения ние разпознаваме разгръщането на някои разсъждения, вече използвани в Mysterium cosmographicum (1595), където той изведе закон за лъчите на планетарните орбити, започвайки от симетрията на правилните многогранници.

Кристиан Хюйгенс (1690). n Черта от светлината обяснява появата на двойната пречупване на шпатулата на Исландия (разновидност на калцита), чрез подредено подреждане на елипсоидни частици. Именно в тази хипотетична анизометрична форма на някои елементарни корпускули, Хюйгенс видя една от възможните причини за анизотропното поведение на кристала във взаимодействието му със светлината.

Феноменът на двойното пречупване в калцита Структурата на кристалите на калцита след Huygens

М. В. Ломоносов (1747) обяснява правилните форми и шестоъгълната симетрия на силитра (калиев нитрат) с компактно разположение на някои елементарни, крайни сферични частици: „ако приемем, че така образуваните силикатни частици са сферични, към които най-малките естествени тела са склонни в по-голямата си част, тогава ще бъде лесно да се обясни защо силитърът расте в кристали с шест такси.

Шестоъгълна симетрия на силитъра, обяснена от Ломоносов със съществуването на компактно разположени сферични частици.

Rn-Just Hay (1784, 1801, 1815, 1822) установява въз основа на голям брой измервания, закона на декретите или, както ще бъде известно по-късно, закона на рационалните параметри. По същество този закон гласи, че краищата на кристална форма се усещат от кристално лице в прости и рационални съотношения, като единствената възможна причина за това е периодична микроструктура, характеризираща се с аксиални вектори на периодичност. В опит да обясни разнообразието от лица, които обвързват кристалите на определено вещество, Хей установява, че единният (елементарен) паралелепипед може да бъде изграден на базата на аксиален срещу, който той нарича интегрална молекула.

Концепцията на Hauy е илюстрирана от кристални форми, получени от интегрална кубична молекула

Външната симетрия е резултат от периодичното умножаване на тези интегрални молекули; ромбоедърът или калцитовият скаленоедрон се състои от интегрални ромбоедрични молекули, а галенитът, например, от интегрални кубични молекули. Физическото доказателство за съществуването на такива паралелепипеди е, според Хей, разцепването: свойството на някои кристали да се разрушават според самолетната такса. Фрагментирането на калцита на все по-малки и по-малки ромбоедри би довело до неделими фрагменти, т.е. до интегрални молекули. Теориите на Hay, които обикновено се очакват от Tobern Bergman (1773), са имали преобладаващо влияние върху кристалографските изследвания в началото на XIX век. Въпреки че микропериодичността на кристалната структура е подчертана правилно, Hay постулира едновременно непрекъснатостта на кристалното пространство, като интегриращите молекули са симетрично и компактно разположени.

Габриел Делафос (1843). Той посочи, че трябва да се прави разлика между интегралната молекула и химичната молекула: "Интегралната молекула на Hay не е нищо друго освен най-малкият паралелепипед, образуван от съседни химически молекули, които маркират нейните върхове. Интегралната молекула описва геометрията на малки междумолекулни пространства. Следователно тя е напълно различна от химическата молекула и често може да има напълно различна форма. Химичната молекула е истинският елемент на атомизма, дори извън каквито и да било съображения върху кристалния слой, докато интегралната частица не. това е само елементът от неговата геометрична структура, когато тялото се представя в това конкретно състояние "

Делафос замени концепцията за непрекъснатост на кристалната материя (имплицитно приета от Хей) с тази за прекъсване. Влиянието на формите на химическата молекула е наистина важно; достатъчно е да се обяснят твърдяните изключения от закона за симетрията, открити при някои минерални видове като пирит, турмалин, кварц и др. Последствията от теориите на Делафос бяха дълбоки на първо място поради акцента върху дискретната природа на кристалното пространство и факта, че молекулите могат да имат по-ниска симетрия от тази на решетката, което обяснява полусредата на някои кристали. Той също беше този, който въведе концепцията за кристална мрежа.

Концепцията на Делафос е илюстрирана от поредица от молекули с по-ниска симетрия от мрежата. В кубичната мрежа на бороцита двата крайника на тройната ос не са физически идентични.

Август Браве (1848). Той посочи, че явлението на разцепване и различната честота на челата на някои кристали са тясно свързани с ретикуларната плътност на мрежовите равнини, съответстващи на тези заряди. Значението на таксата е още по-голямо, колкото по-висока е създадената и съответстваща ретикуларна плътност, това е геометричният израз на закона за рационалността, който уточнява, че рационалните параметри са прости и малки. Този закон на Браве беше изключително плодотворен; тя съответства на обективна реалност на кристалната среда, осигуряваща сугестивна връзка между физическите и геометричните свойства на тези среди.

В tudes cristallographiques (1851) Браваис изучава общите явления, които зависят от молекулата. Той уточни, че това е система от точки, истински многоъгълник, надарен като самия кристал, с оси, равнини на симетрия и т.н. Определена молекулярна симетрия съответства на също така определена кристална структура, а съществуващата симетрия на молекулярния полиедър е причината за симетрията, наблюдавана в кристалната група. Експерименталните доказателства за съществуването на периодичната решетъчна структура на кристалите обаче се появяват много по-късно.

Връзката между решетъчните равнини и възможните повърхности на кристал.

Макс фон Лауе (1912). Той смята, че прекъснатата решетка на кристала, поради изключително малките разстояния между атомите, може да играе същата роля срещу електромагнитното излъчване с много малка дължина на вълната, като дифракционна решетка към светлината, т.е. да причинява смущения и да генерира дифракционни цифри. Изхождайки от тази идея, Фридрих и Knipping са първите, които прихващат образа на лъч рентгенови лъчи, отразени от кристално острие. Изображението показва централно легло, заобиколено от редовно подредени петна, които очевидно показват редовното разпределение на материята в кристалната решетка.