- •3 Симметрические преобразование и элементы симметрии кристаллических многогранников.
- •4. Полярные и неполярные оси симметрии
- •5.Единичные направления в криталлах.
- •7Теорема (3) о сочетании элементов симметрии и следствия из них
- •8 Принцип вывода классов симметрии
- •9 Сингонии и категории, их характеристика
- •10 Международная символика классов симметрии (Германа-Могена).
- •11,12 Вопросы
- •14Правила установки кристаллов различных сингоний.
- •15Индицирование граней кристаллов и простых форм. Параметры Вейсса и индексы Миллера
- •16. Закон целых чисел (Гаюи)
- •17. Закон постоянства двугранных углов(Стено).
- •18. Трансляции в кристаллических структурах. Принцип построения кристаллической решетки.
- •19. Элементарная ячейка (параллелепипед повторяемости) кристаллической структуры, ее параметры и правила выбора.
- •20. Решетки Бравэ, их обозначения. Элементы симметрии бесконечных фигур, их сочетания.
- •21. Федоровские пространственные группы симметрии (230 групп), принципы их вывода.
- •22. Рентгеноструктурный анализ. Формула Вульфа-Брэгга.
- •23. Правило Гольшмидта (многообразие кристаллических структур).
- •24. Типы химических связей в кристаллах.
- •25. Атомные и ионные радиусы. Явления поляризации в кристаллах.
- •26) Координационные числа и координационные многогранники.
- •27) Пределы устойчивости кристаллических структур (принцип формирования координации).
- •28)Теория плотнейших упаковок.
- •29)Структурные единицы кристаллов, структурные формулы минералов. Структурные типы, изоструктурность.
- •30) Полиморфизм, фазовые переходы, их типы. Политипия. Изоморфизм, его виды. Распад твердого раствора (экссолюция).
- •31) Физические свойства изоморфных примесей.
- •32)Анизотропия физических свойств кристаллов. Скалярные, векторные, тензорные физические свойства кристаллов.
- •33) Предельные группы симметрии Кюри.
- •36.Спектроскопические свойства
- •41. Дефекты в реальных кристаллах (точечные; линейные – краевые и винтовые дислокации; плоскостные).
- •- Краевые
- •Винтовые
- •42 Бездефектные кристаллы
- •43.Макродефекты. Включения в минералах (расплавные, флюидные твердофазные, гетерогенные).
- •4 4Среды минералообразования
- •45.Причины минералообразования
- •46.Кристаллические зародыши :
- •48Морфогенетическая классификация минеральных зерен и структур (кристаллические, коррозионные, метасоматические, бластические, кластические, выделения коллоидного вещества).
- •49. Некоторые формы индивидов минералов – скелетные и расщепленные кристаллы.
- •53.Некоторые формы агрегатов минералов: зернистые, землистые, волокнистые, чешуйчатые агрегаты; друзы, конкреции, секреции, оолиты, сферолиты, натечные агрегаты, дендриты.
- •54Понятия «минерал, минеральный вид, разновидность».
- •58. Сульфиды и их аналоги; деление на подклассы; поверхностные изменения сульфидов, современные сульфидные постройки в океанах.
- •59. Оксиды - 60. Гидроксиды.
- •61.Галогенные соединения.
- •62. Карбонаты.
- •63. Сульфаты
- •65. Бораты
- •66. Силикаты с подразделением на подклассы.
- •67. Генетические признаки минералов. Минералогические отвесы. Минералогические уровни. Присыпки минералов.
- •68Генетические признаки минералов. Минералогические отвесы. Минералогические уровни. Присыпки минералов.
- •69.Минералообразование в магматических процессах.
- •70 Минералообразование в пегматитовом процессе.
- •71Минералообразование в гидротермальном процессе. Метасоматоз.
- •72Минералообразование в метаморфических процессах.
- •73Экзогенные процессы минералообразования (выветривание, осадочный процесс).
- •74.Минералогические характеристики –коэффициент гидритности и сложностиминерального состава.
- •75Минералы метеоритов.
- •76Минералы Луны
- •83Техническая минералогия.
- •84Технологическая минералогия.
- •85.Наноминералогия
- •86. Геммология
- •87Биоминералогия.
- •88Минералогия в медицине.
22. Рентгеноструктурный анализ. Формула Вульфа-Брэгга.
Для наблюдения дифракционной картины необходимо, чтобы постоянная решетки была того же порядка, что и длина волны падающего излучения (см. (180.3)). Кристаллы, являясь трехмерными пространственными решетками, имеют постоянную порядка 10–10 м и, следовательно, непригодны для наблюдения дифракции в видимом свете (l » 5×10–7 м). Эти факты позволили немецкому физику М. Лауэ (1879—1960) прийти к выводу, что в качестве естественных дифракционных решеток для рентгеновского излучения можно использовать кристаллы, поскольку расстояние между атомами в кристаллах одного порядка с l рентгеновского излучения (»10–12¸10–8 м).
Простой метод расчета дифракции рентгеновского излучения от кристаллической решетки предложен независимо друг от друга Г. В. Вульфом (1863—1925) и английскими физиками Г. и Л. Брэггами (отец (1862—1942) и сын (1890—1971)). Они предположили, что дифракция рентгеновского излучения является результатом его отражения от системы параллельных кристаллографических плоскостей (плоскостей, в которых лежат узлы (атомы) кристаллической решетки).
Представим кристаллы в виде совокупности параллельных кристаллографических плоскостей (рис. 264), отстоящих друг от друга на расстоянии d. Пучок параллельных монохроматических рентгеновских лучей (1, 2) падает под углом скольжения q (угол между направлением падающих лучей и кристаллографической плоскостью) и возбуждает атомы кристаллической решетки, которые становятся источниками когерентных вторичных волн 1' и 2', интерферирующих между собой, подобно вторичным волнам, от щелей дифракционной решетки. Максимумы интенсивности (дифракционные максимумы) наблюдаются в тех направлениях, в которых все отраженные атомными плоскостями волны будут находиться в одинаковой фазе. Эти направления удовлетворяют формуле Вульфа — Брэггов
т. е. при разности хода между двумя лучами, отраженными от соседних кристаллографических плоскостей, кратной целому числу длин волн А, наблюдается дифракционный максимум.
При произвольном направлении падения монохроматического рентгеновского излучения на кристалл дифракция не возникает. Чтобы ее наблюдать, надо, поворачивая кристалл, найти угол скольжения. Дифракционная картина может быть получена и при произвольном положении кристалла, для чего нужно пользоваться непрерывным рентгеновским спектром, испускаемым рентгеновской трубкой. Тогда для таких условий опыта всегда найдутся длины волн l, удовлетворяющие условию (182.1).
Формула Вульфа — Брэггов используется при решении двух важных задач:
1. Наблюдая дифракцию рентгеновских лучей известной длины волны на кристаллической структуре неизвестного строения и измеряя q и т, можно найти межплоскостное расстояние (d), т.е. определить структуру вещества. Этот метод лежит в основе рентгеноструктурного анализа. Формула Вульфа — Брэггов остается справедливой и при дифракции электронов и нейтронов. Методы исследования структуры вещества, основанные на дифракции электронов и нейтронов, называются соответственно электронографией и нейтронографией.
2. Наблюдая дифракцию рентгеновских лучей неизвестной длины волны на кристаллической структуре при известном d и измеряя q и т, можно найти длину волны падающего рентгеновского излучения. Этот метод лежит в основе рентгеновской спектроскопии.