Кристаллография

КРИСТАЛЛОГРАФИЯ (от кристалл и греч. grapho — пишу * а. crystallography; н. Kristallkunde, Kristallographie; ф. cristallographie; и. cristalografia) — наука о кристаллах и кристаллическом состоянии вещества. Кристаллография изучает симметрию, строение и свойства кристаллов, законы, которые управляют ростом, внешней формой и внутренней структурой кристаллов. Объект исследования — природные и синтетические кристаллы, изучаемые различными методами химии и физики твёрдого тела, минералогии и др.

Как самостоятельная наука кристаллография возникла с середины 18 века и развивалась в тесной связи с минералогией. Были выявлены закономерности огранки кристаллов (французский минеролог Р. Ж. Аюи, 1784), развита теория симметрии внешних форм кристаллов (русский учёный А. В. Гадолин, 1867) и их внутреннего пространственного строения (французский физик О. Браве, 1848; русский кристаллограф Е. С. Фёдоров, 1890; немецкий математик А. Шёнфлис, 1891). Этот этап характеризовался преимущественно развитием геометрической кристаллографии. С начала 20 века интенсивно развиваются физическая (кристаллофизика) и химическая (кристаллохимия) кристаллография, что стимулировалось открытием дифракции рентгеновских лучей (немецкий физик М. Лауэ, 1912), возникновением метода рентгеноструктурного анализа и первыми расшифровками структур кристаллов, выполненными английскими физиками У. Г. и У. Л. Брэггами в 1913. Основные направления физической кристаллографии — кристаллооптика, возникновение которой обязано открытию двойного лучепреломления кристаллов, и учение о других физических свойствах кристаллов (механических, электрических, магнитных). Химическая (точнее физико-химическая) кристаллография изучает полиморфные превращения, изоморфные замещения, химическую связь в кристаллах, условия их зарождения и рост. Существенное значение для развития кристаллографии имели научные труды русских учёных Г. В. Вульфа, Е. Е. Флинта, Г. Г. Леммлейна, американского учёного Л. Полинга, немецкого физика В. Фохта и др.; советских учёных Н. В. Белова, А. В. Шубникова, И. В. Обреимова, Г. Б. Бокия, Г. С. Жданова, А. И. Китайгородского, Б. К. Ванштейна, И. И. Шафрановского, Д. П. Григорьева.

Основы математического аппарата кристаллографии — теория групп симметрии кристаллов и тензорное исчисление. К традиционным методам структурной кристаллографии (рентгеноструктурный анализ, электронография, нейтронография) добавились спектроскопические методы: инфракрасная спектроскопия, оптическая колориметрия, электронный и ядерный магнитный резонанс и др. Внедрение последних в кристаллографии позволило подойти к изучению структур реальных кристаллов с нарушениями идеальной кристаллической решётки (точечные дефекты, дислокации и др.), что определило качественно новый подход в исследовании минералов. Кристаллография реального кристаллического состояния — теоретическая основа для синтеза кристаллов с заранее заданными свойствами. Интенсивно развивается производство синтетических кристаллов (кварца, алмаза, германия, кремния и др.). Одна из задач кристаллографии — расшифровка структур сложных органических соединений.

Международный союз кристаллографов (основан в 1947) систематически проводит съезды и издаёт периодические журналы "Acta Crystallographica" (с 1948) и "Journal of Applied Crystallography" (с 1968). В CCCP выпускается журнал "Кристаллография" (с 1956).