Кристаллохимия: краткий курс : [учебник по специальности 020303 "Геохимия"]

Description

Предисловие Введение Глава 1. Основные способы описания и изображения атомного строения кристалла 1.1. Пространственная решетка. 14 типов ячеек Браве 1.2. Пространственные группы симметрии Федорова 1.3. Плотнейшие шаровые упаковки 1.4. Координационный полиэдр и координационное число 1.5. Структурные единицы кристалла. Мотив структуры 1.6. Полиэдрическое изображение кристаллических структур (метод Полинга—Белова) 1.7. Структурный тип. Изоструктурность, антиизоструктурность, изотипность, гомеотипность. Структурный класс 1.8. Кристаллохимические формулы 1.9. Параллелоэдры Федорова. Области и многогранники Вороного—Дирихле Глава 2. Периодический закон и свойства атомов 2.1. Некоторые вводные замечания 2.2. Форма и протяженность электронных оболочек 2.3. Электронные конфигурации элементов и Периодическая система элементов Менделеева 2.4. Орбитальные радиусы атомов и ионов 2.5. Потенциалы ионизации и сродство к электрону 2.6. Валентное состояние и гибридизация орбиталей 2.7. Орбитальные электроотрицательности 2.8. Поляризуемость атомов и ионов 2.9. Магнитные свойства атомов и ионов 2.10.Кислотно-основные свойства атомов и ионов Глава 3. Силы и энергия сцепления атомов в кристалле 3.1. Предварительные замечания 3.2. Ионная модель, энергия решетки и структуры типичных ионных кристаллов Экспериментальные значения энергии решетки: цикл Борна—Габера 3.3. Ионы переходных металлов в кристаллическом поле 3.4. Ковалентная связь и типичные ковалентные структуры 3.5. Связи, промежуточные между ионными и ковалентными. Степень ионности связи и ее структурное влияние 3.6. Зонная энергетическая структура кристалла: диэлектрики, полупроводники и металлы 3.7. Металлическая связь и ее структурные свойства 3.8. Переход от металлической к ковалентной связи и «переходные» структуры 3.9. Остаточная (вандерваальсова) связь 3.10. Диполь-дипольные и ион-дипольные взаимодействия. Слоистые структуры 3.11. Водородная связь 3.12. Общий взгляд на природу химической связи в кристаллах Глава 4. Атомы в кристалле 4.1. Предварительные замечания 4.2. Эффективные радиусы атомов и ионов 4.2.1. Атомные радиусы 4.2.2. Ионные радиусы. Вывод основных систем ионных радиусов 4.2.3. Вандерваальсовы радиусы 4.3. Распределение электронной плотности и «кристаллические» радиусы атомов 4.4. Эффективные заряды атомов в кристалле 4.5. Поляризуемость ионов в кристалле Глава 5. Морфотропия как категория кристаллохимии 5.1. Основные категории теоретической кристаллохимии и соотношения между ними 5.2. История изучения морфотропии 5.3. Критерии устойчивости структурного типа для ионных кристаллов 5.4. Фактор толерантности и модельные структуры Гольдшмидта 5.5. Критерии устойчивости структурного типа для существенно ковалентных кристаллов 5.6. Обобщение понятия морфотропии на примере кристаллохимии силикатов Глава 6. Структурная гомология 6.1. Предварительные замечания 6.2. Фазы вычитания и внедрения 6.3. Псевдосимметрия. Производные и вырожденные структуры 6.4. Структурная гомология силикатов 6.5. Примеры структурной гомологии халькогенидов 6.6. Гомологические серии некоторых оксидов и фторидов Глава 7. Полиморфизм и политипия 7.1. Определения и исторический обзор 7.2. Систематика полиморфных переходов 7.3. Изменение симметрии при изменении температуры и давления. Координационные правила полиморфизма 7.4. Термодинамические основы теории полиморфизма 7.5. Политипизм Глава 8. Изоморфизм 8.1. Определения и общие замечания 8.2. Исторические сведения 8.3. Классификация изоморфизма 8.4. Эмпирические правила изоморфизма и их современная трактовка 8.5. Физико-химические основы изоморфизма 8.6. Кристаллохимическая трактовка правил изоморфизма Глава 9. Современные методы кристаллохимического прогнозирования 9.1. Предварительные замечания 9.2. Симметрийные и геометрические ограничения 9.3. Принципы плотнейшей упаковки. Конструирование пробных кристаллических структур заданного состава 9.4. Принципы полного и локального валентного и координационного баланса. Современный метод валентности связи (МВС) 9.5. Возможные методы уточнения пробной структуры кристалла 9.6. Компьютерное моделирование с использованием атомистических потенциалов межатомного взаимодействия 9.7. Расчеты ab initio (из первых принципов) Приложения 1. Таблицы 1.1. Электронные конфигурации нейтральных атомов в Периодической системе 1.2. Свойства атомов химических элементов 1.3. Орбитальные радиусы (A) внешних оболочек катионов и анионов 1.4. Основные типы гибридизации и их геометрические конфигурации 1.5. Поляризуемость некоторых свободных ионов (A3) 1.6. Магнитные моменты ионов 3й?-переходных металлов (в магнетонах Бора) 1.7. Электроотрицательность элементов (по шкале Л. Полинга) 1.8. Эффективные ионные радиусы (A3) 2. План описания структурного типа 3. Рекомендуемый набор кристаллических структур для самостоятельной работы 4. Вопросы и задачи по материалу 5. Примерный список экзаменационных вопросов Литература Основная Дополнительная Предметный указатель Указатель структурных типов и структур