- •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.
23. Правило Гольшмидта (многообразие кристаллических структур).
Правило Гольдшмидта, названное по её открывателю Гольдшмидту, говорит о том, что полныйизоморфизмвозможен лишь между атомами,ионные радиусыкоторых различаются на 10-15 %. Правило было открыто в 1926 г.
Правило Магнуса-Гольдшмидта определяет координационное числокатиона в зависимости от отношения радиуса катиона к радиусу аниона.
Координационное число |
Координационный полиэдр |
Радиус катиона/радиус аниона |
12 |
кубооктаэдр |
1,000 |
9 |
центрированная по вертикальным граням тригональная призма |
0,732 |
8 |
куб |
0,732 |
8 |
квадратная антипризма |
0,645 |
7 |
октаэдр с одной центрированной гранью |
0,592 |
6 |
октаэдр |
0,414 |
4 |
тетраэдр |
0,215 |
3 |
треугольник |
0,155 |
24. Типы химических связей в кристаллах.
Все атомы в кристаллических структурах взаимосвязаны, то и координационные числа, и тип построек из тех или иных атомов, и другие характеристики структур являются функцией взаимодействий между атомами, т. е. функцией химической связи между ними. Концепция химической связи — важнейшего понятия химии — лежит в основе всех остальных ее базовых понятий и является одной из центральных в науках о строении вещества.Нужно помнить, что химическая связь — это взаимодействие атомов одного и того же или разных химических элементов, в процессе которого происходит перестройка электронных оболочек связывающихся атомов с одновременным образованием единого электронного облака, сопровождающимся понижением энергии всей системы. И независимо от агрегатного состояния вещества химическая связь всегда электростатическая и может быть описана с помощью представлений о валентных электронах связанных атомов.Поскольку энергия взаимодействий атомов характеризуется большим диапазоном, химические связи между частицами в структурах принято делить на следующие типы: металлические, ионные, ковалентные, вандер-ваальсовы и водородные.
Металлическая связь характерна для элементов первых групп периодической системы и интерметаллов. Эта связь осуществляется взаимодействием свободных электронов и положительно заряженных атомных ядер. Металлический кристалл можно представить как решетку из положительно заряженных атомных ядер, погруженных в отрицательно заряженный «газ», состоящий из свободных электронов. Все атомы отдают свои электроны в общее пользование, т. е. все свободные электроны обобществляются и легко перемещаются внутри структуры, не нарушая типа химической связи. Для металлических структур характерны большие координационные числа (КЧ = 8, 12), плотные и плотнейшие упаковки частиц, а также ряд специфических свойств, таких как высокие электропроводность и теплопроводность, ковкость, невысокие температуры плавления и кипения, объясняемых существованием свободно перемещающихся электронов, слабо связанных с атомными ядрами металлов.
Ионная связь.В узлах кристаллической решётки помещаются положительно и отрицательно заряженные ионы.Силы взаимодействия между узлами являются в основном электростатическими (кулоновскими). Связь между такими частицами называется гетерополярной или ионной.Кристаллы с ионной связью при низких температурах являются диэлектриками. При температурах близких к температуре плавления они становятся проводниками электричества. Примером кристаллов с ионной решёткой являются кристаллы каменной соли (NaCl). Это связь, при которой внешние электроны атомов первого элемента переходят на внешние орбиты атомов другого элемента образуя устойчивые конфигурации.
Кристаллы с ковалентной связью диэлектрики или полупроводники. Типичными примерами атомных кристаллов могут служить алмаз, германий и кремний.
В узлах кристаллической решётки помещаются определённым образом ориентированные молекулы. Силы связи между молекулами в кристалле имеют ту же природу, что и силы притяжения между молекулами, приводящие к отклонению газов от идеальности. По этой причине их называют ван-дер-ваальсовскими силами.Для кристаллов с молекулярными связями характерны низкие температуры плавления и высокая сжимаемость.
Особая разновидность молекулярной связи — водородная связь. При определённых условиях атом водорода может быть связан довольно прочно с двумя другими атомами. Имея лишь одну стабильную орбиталь, атом водорода способен образовывать только одну ковалентную связь. Эта связь может, однако, резонировать между двумя положениями. Наибольшее значение имеют те водородные связи, которые образуются между двумя сильноэлектроотрицательными атомами, в особенности между атомами азота, кислорода и фтора. Молекулярные связи образуют, например, следующие вещества: H2, N2, O2, CO2, H2O.