Основы кристаллохимии

Целью курса является формирование у студентов общих представлений о симметрии, а также ознакомление с основными принципами строения важнейших классов кристаллических веществ. 

Основы кристаллохимии
Бесплатно
10 недель10 недель
Платный сертификатПлатный сертификат
РусскийРусский
Самарский НИУ им. С. П. Королёва
Открытое Образование

Описание:

Лекции дают в сжатой форме теоретический, описательный и иллюстративный материал об основных разделах структурной кристаллографии и кристаллохимии, необходимых для современного химика или физика, работающего в области химии. В описательной части приведены также краткие сведения о строении таких химических веществ, как жидкие кристаллы, кластеры, молекулярные комплексы, соединения включения, координационные полимеры.

Данный курс включает в себя:

  • раскрытие роли симметрии и трехмерной периодичности при описании структуры кристаллических веществ;
  • рассмотрение основных методов определения и количественного описания структуры кристаллов;
  • разъяснение фундаментальных понятий и представлений кристаллохимии;
  • обсуждение важнейших кристаллохимических явлений, к числу которых относятся изоструктурность, изоморфизм, полиморфизм;
  • обсуждение структурных особенностей некоторых классов химических соединений и вытекающих из них физических свойств.

Программа курса:

Модуль 1. Операции и элементы симметрии. Основные понятия симметрии. Элементы симметрии кристаллов. Теоремы о взаимодействии элементов симметрии.

Модуль 2. Точечные группы симметрии. Обозначение точечных групп симметрии кристаллов. Правила нахождения элементов симметрии кристаллов и определения точечной группы. Предельные точечные группы.

Модуль 3. Пространственные группы симметрии. Трансляции и кристаллическая решетка. Сингонии. Решетки Браве. Открытые элементы симметрии. Пространственные группы симметрии. Правильные системы точек.

Модуль 4. Примеры анализа структуры кристаллов. Анализ структуры молекулярного кристалла. Анализ структуры цепочечного кристалла. Анализ структуры слоистого кристалла.

Модуль 5. Важнейшие понятия кристаллохимии. Изоморфизм, изоструктурность, изоточечность. Принцип максимального заполнения пространства. Плотнейшие шаровые упаковки.

Модуль 6. Строение простых веществ и сплавов. Неметаллы. Правило Юм-Розери. Металлы. Сплавы. Интерметаллиды. Фазы Юм-Розери. Фазы Лавеса.

Модуль 7. Строение химических соединений. Структуры с заполнением октаэдрических пустот. Структуры с заполнением тетраэдрических пустот. Структуры с одновременным заполнением октаэдрических и тетраэдрических пустот. Структуры соединений, не описываемые в терминах шаровых упаковок.

Модуль 8. Валентные усилия и кристаллохимические формулы. Валентные усилия связей. Правило Полинга. Координационные соединения и кристаллохимические формулы. Кристаллохимическая систематика по В.Н. Сережкину.

Модуль 9. Дополнительная информация о кристаллах. Рентгеновская плотность вещества. Квазикристаллы и модулированные кристаллы. Алгоритм для определения точечных групп симметрии кристаллов. Методы выращивания кристаллов.

Модуль 10. Итоговое тестирование.