Большая советская энциклопедия - кристаллография

I Кристаллография (от кристаллы и ...графия), наука о кристаллах и кристаллическом состоянии вещества. Изучает симметрию, строение, образование и свойства кристаллов. К. зародилась в древности в связи с наблюдениями над природными кристаллами, имеющими естественную форму правильных многогранников. К. как самостоятельная наука существует с середины 18 в. В 18—19 вв. К. развивалась в тесной связи с минералогией как дисциплина, устанавливающая закономерности огранки кристаллов (Р. Аюи, 1784). Была развита теория симметрии кристаллов — их внешних форм (А. В. Гадолин, 1867) и внутреннего пространственного строения (Е. С. Федоров, 1890; А. Шенфлис, 1891). Совокупность методов описания кристаллов и установленные закономерности составляют содержание геометрической К. На основе геометрической К. возникла гипотеза об упорядоченном, трехмерно-периодическом расположении в кристалле составляющих его частиц, в современном понимании — атомов и молекул, которые образуют кристаллическую решетку. Открытие дифракции рентгеновских лучей в кристаллах экспериментально подтвердило их периодическое решетчатое строение. Первые конкретные рентгенографические расшифровки атомной структуры кристаллов (NaCl, алмаз, ZnS и др.) были осуществлены начиная с 1913 У. Г. Брэггом и У. Л. Брэггом. Изучение прохождения света через кристаллы (см. Кристаллооптика) позволило сформулировать закономерности анизотропии (неравноценности по направлениям) свойств кристаллов. Крупный вклад в изучение атомной структуры кристаллов сделан Л. Полингом, Д. Кроуфут-Ходжкин, Н. В. Беловым, А. Гинье; в исследование роста кристаллов и их физических свойств — В. Фохтом. И. Н. Странским, А. В. Шубниковым, И. В. Обреимовым. Современная К. развивается как одна из областей физики, тесно связанная с химией и минералогией и имеющая широкое техническое применение. Основами ее математического аппарата являются теория групп симметрии кристаллов и тензорное исчисление. Существует Международный союз кристаллографов, органом которого является журнал «Acta Crystallographica». Союз кристаллографов с 1940 издал более 30 томов «Структурного справочника» («Structure Report»). В СССР издается журнал «Кристаллография». Структурная К. исследует атомно-молекулярное строение кристаллов с помощью рентгеноструктурного анализа, электронографии, нейтронографии, опирающихся на теорию дифракции волн в кристаллах. Используются также методы оптической спектроскопии, в том числе инфракрасной спектроскопии, ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса и т. д. Изучена кристаллическая структура более 20 тыс. химических веществ. Законы взаимного расположения атомов и химической связи между ними в кристаллах, их изоморфизма и полиморфизма являются предметом кристаллохимии. Изучение биологических кристаллов позволило определить структуру гигантских молекул белков и нуклеиновых кислот и явилось важным вкладом К. в молекулярную биологию. Важный раздел К. — теория и экспериментальные исследования процессов зарождения и роста кристаллов. Здесь К. использует общие принципы термодинамики и закономерности фазовых переходов и поверхностных явлений с учетом взаимодействия кристалла со средой, анизотропии свойств и атомно-молекулярной структуры кристаллического вещества (см. Кристаллизация). Как самостоятельный раздел развивается К. реального кристалла, изучающая разнообразные нарушения идеальной кристаллической решетки — точечные дефекты, дислокации и др. дефекты в кристаллах, возникающие при росте кристаллов или разнообразных воздействиях на них и определяющие многие их свойства. Исследования механических, оптических, электрических и магнитных свойств кристаллов являются предметом кристаллофизики, которая смыкает К. с физикой твердого тела. Для кристаллофизики существенным является рассмотрение свойств кристалла в связи с его симметрией и изменений свойств при внешних воздействиях. Уникальность свойств многих кристаллов и их чувствительность к механическим и акустическим воздействиям, изменениям температуры, чувствительность к электрическому току, электромагнитным полям, различным излучениям и т. п. дали кристаллографическим исследованиям широкий выход в радиотехнику, полупроводниковую электронику и квантовую электронику, техническую оптику и акустику, обработку материалов, приборостроение. В связи с этим возникло и интенсивно развивается производство синтетических кристаллов — кварца, алмаза, германия, кремния, рубина и др. К. изучает также строение и свойства разнообразных агрегатов из микрокристаллов — поликристаллов, текстур, керамик, а также веществ с атомной упорядоченностью, близкой к кристаллической — жидких кристаллов, полимеров. Симметрийные и структурные закономерности, изучаемые К., находят применение в рассмотрении общих закономерностей строения и свойств конденсированного состояния вещества вообще: аморфных тел и жидкостей, полимеров, биологических макромолекул, надмолекулярных структур и т. п. (обобщенная К.). Лит.: Шубников А. В., Флинт Е. Е., Бокий Г. Б., Основы кристаллографии, М.— Л., 1940; Попов Г. М., Шафрановский И. И., Кристаллография, 4 изд., М., 1964; Белов Н. В., Структурная кристаллография, М., 1951; Бернал Дж. Д., Карлайл С. Х., Поля охвата обобщенной кристаллографии. (Обзор). «Кристаллография», 1968, т. 13, № 5; Вайнштейн Б. К., Кристаллография и научно-технический прогресс, там же, 1971, т. 16, в. 2, с. 261. М. П. Шаскольская. II «Кристаллография», научный журнал АН СССР, публикующий статьи по проблемам атомной структуры, роста, свойств кристаллов и др. вопросам кристаллографии. Основан в 1956, издается в Москве. Ежегодно выходит один том, состоящий из 6 номеров (выпусков). Тираж устанавливается для каждого номера и колеблется в пределах от 1300 до 1700 экземпляров. С 1957 переводится в США на английский язык и выходит под названием «Soviet Physics Crystallography».