Специальные дисциплины кристаллохимия и кристаллография

1. Что изучает кристаллография?

Ответ. Кристаллография изучает атомное строение, образование и физические свойства кристаллов

2. Виды проектирования кристаллов в кристаллографии.

Ответ. Образное (перспективное) и графическое (гномостереограммы и стереограммы)

3. Перечислить элементы симметрии, описывающие внешнюю огранку кристаллов.

Ответ. Поворотные оси симметрии 2-го, 3-го, 4-го, 6-го порядков, плоскость зеркального отражения, инверсионные оси 1-го, 3-го, 4-го и 6-го порядков.

4. Сколько координатных систем используется в кристаллографии? Перечислить все сингонии.

Ответ. В кристаллографии используются 7 координатных систем.

Сингонии: триклинная, моноклинная, орторомбическая (ортогональная), тетрагональная, тригональная, гексагональная и кубическая.

5. Что можно описать с помощью символов (hkl)?

Ответ. (hkl)-cимвол грани описывает наклон грани по отношению к координатным осям

6. Какие простые формы возможны для кристаллов низшей (триклинная, моноклинная, орторомбическая сингинии) и средней (тригональная, тригональная и гексагональная сингоний) категорий? Перечислить.

Ответ. Моноэдр, пинакоид, диэдр, призма, пирамида, бипирамида, тетраэдр, ромбоэдр, скаленоэдр, трапецоэдр

7. Какие простые формы возможны для кристаллов высшей (кубическая сингония) категорий ? Перечислить.

Ответ. Тетраэдр, гексаэдр (куб), октаэдр и производные от них

8. Перечислить трансляционные элементы симметрии, описывающие кристаллическую структуру.

Ответ. Винтовые оси симметрии 2-го, 3-го, 4-го, 6-го порядков, плоскости скольжения (a,b,c), клиноплоскость (n), диагональная (алмазная) плоскость (d)

9. Перечислить типы ячеек Бравэ.

Ответ. Примитивная (Р), базоцентрированная (A,B,C), гранецентрированная (F), объемноцентрированная (I), дважды центрированные гексагональные (R).

10. Что изучает кристаллохимия?

Ответ. Кристаллохимия изучает связь состава, строения, свойств и условий получения простых веществ и соединений

11. Что такое координационное число и координационный полиэдр?

Ответ. Координационный число указывает количество связей, образованных данным атомов с другими атомами, расположенными вокруг него.

Координационным полиэдром какого-либо атома называется выпуклый многогранник, вершинами которого являются атомы, определяющие значение координационного числа данного атома.

12. Что такое полиморфизм? Привести примеры полиморфов.

Ответ. Способность простых веществ и соединений кристаллизоваться в нескольких структурных формах в зависимости от внешних условий. Примеры: сфалерит-вюртцит, алмаз-лонсдейлит, полиморфные модификации рутила TiO₂

13. Какие существуют типы плотнейших шаровых упаковок и каких два вида пустот в них?

Ответ. Плотнейшие кубические и гексагональные. Два типа пустот: тетраэдрические и октаэдрические

14. В каких структурных типах кристаллизуются простые вещества и соединения с преимущественно металлической, ковалентной, ионной и ван-дер-ваальсовой (остаточной) связями?

Ответ. Сu, Mg, -Fe – металлический характер связи;

C (алмаз), ZnS- ковалентный характер связи;

NaCl, CsCl, CaF₂ – преимущественно ионной характер связи;

Инертные газы – ван-дер-ваальсова связь

15. Каковы условия образования непрерывных твердых растворов?

Ответ. 1) Геометрический фактор (близость размеров компонентов)

2) Химическое сродство (одинаковое электронное строение, равенство формальных зарядов, близкие величины электроотрицательности компонентов)

3) Структурный фактор (одинаковые или близкие кристаллические структуры компонентов)

16. Каковы основные отличительные признаки структуры кристаллов?

Ответ: Трехмерная периодичность, симметрия и анизотропия.

16. Что такое операции и элементы симметрии?

Ответ: Операции симметрии - операции совмещения точки (или части фигуры) с другой эквивалентной ей точкой (или частью фигуры). Элемент симметрии - геометрический образ, с помощью которого осуществляется операция симметрии.

18.Что такое точечные группы симметрии кристаллов?

Ответ: Совокупность операций, характеризующих симметрию кристалла, образуют математическую группу, называемую точечной группой симметрии кристалла.

19. Дайте определение пространственных групп симметрии.

Ответ: Пространственная группа симметрии - совокупность операций симметрии кристаллической структуры.

19. Сформулируйте понятие элементарной ячейки кристаллической решетки.

Ответ: Элементарная ячейка - ячейка, построенная на 3 некомпланарных векторах решетки, отвечающая следующим двум условиям: 1) максимальная симметрия; 2) минимальный объем.

19. Перечислите типы элементарных ячеек кристаллических решеток.

Ответ: Элементарные ячейки бывают примитивные (P), объемноцентрированные (I), гранецентрированные (F), базоцентрированные (A, B, C), дважды центрированные гексагональные (R).

19. Каковы типы пустот в плотнейших шаровых упаковках?

Ответ: В плотнейших шаровых упаковках реализуются 2 типа пустот: октаэдрические (1 пустота на 1 шар) и тетраэдрические (2 пустоты на 1 шар).

19. Сформулируйте понятие полиморфизм.

Ответ: Понятие полиморфизм отражает способность того или иного химического вещества существовать в нескольких структурных модификациях. Полиморфизм простых веществ называется аллотропией.

19. Сформулируйте правило Юм-Розери (правило октета).

Ответ: Координационное число атомов в структурах простых веществ с ковалентной связью равно 8 - N, где N - номер группы Периодической системы, где расположен элемент.

19. Дайте определение политипии и приведите ее примеры.

Ответ: Политипия (одномерный полиморфизм) - способность одного и того же вещества, имеющего слоистую структуру, кристаллизоваться в структурных мотивах, различающихся лишь периодом идентичности в направлении, нормальном плоскости слоя при одинаковых периодах в слое. Примеры – модификации SiC, ZnS, CdI₂ и т.д.