КРИСТАЛЛОГРА́ФИЯ -и; ж. [от сл. кристалл и греч. graphō - пишу] Наука о кристаллах и кристаллическом состоянии вещества.
◁ Кристаллографи́ческий, -ая, -ое. К-ие системы.
* * *
кристаллография - I
кристаллогра́фия
(от кристаллы и ...графия), наука о кристаллическом состоянии вещества. Изучает симметрию, строение, образование и свойства кристаллов. Зародилась в древности и развивалась в тесной связи с минералогией как наука, устанавливающая законы огранения кристаллов (Р. Ж. Гаюи, 1784). В дальнейшем была развита теория симметрии внешней формы кристаллов (А. В. Гадолин, 1867) и их внутреннего строения [Е. С. Фёдоров, 1890, А. Шёнфлис (A. Schoenflies), 1891]. Совокупность методов описания внешних форм кристаллов и их закономерности составляют содержание геометрической кристаллографии. Структурная кристаллография исследует атомно-молекулярное строение кристаллов методами рентгеноструктурного анализа, электронографии, нейтронографии. Её развитие связано с именами М. Лауэ, У. Г. Брэгга и У. Л. Брэгга, Л. Полинга, Н. В. Белова, А. В. Шубникова и др.
II
«кристаллогра́фия»
научный журнал РАН, с 1856. Учредитель (1998) - Отделение общей физики и астрономии РАН. 6 номеров в год.
* * *
КРИСТАЛЛОГРАФИЯ - КРИСТАЛЛОГРА́ФИЯ (от кристаллы (см. КРИСТАЛЛЫ) и «графия»), наука об атомно-молекулярном строении, симметрии (см. СИММЕТРИЯ КРИСТАЛЛОВ), физических свойствах, образовании и росте кристаллов (см. КРИСТАЛЛЫ). Впервые термин «кристаллография» был предложен для названия «науки о кристаллах» швейцарским ученым М. Капеллером в 1723.
Кристаллография зародилась в древности и развивалась в тесной связи с минералогией как наука, устанавливающая законы огранения кристаллов (Р. Ж. Гаюи (см. ГАЮИ Рене Жюст), 1784). В дальнейшем была развита теория симметрии внешней формы кристаллов (А. В. Гадолин, 1867 г.) и их внутреннего строения (Е. С. Федоров, 1890 г., А. Шенфлис, 1891 г.).
До открытия дифракции рентгеновских лучей основным методом описания и идентификации кристаллов был метод, основанный на гониометрии (см. ГОНИОМЕТРИЯ). Наблюдение и измерение огранения кристаллов, установление законов огранения - предмет геометрической кристаллографии. На основе геометрической кристаллографии возникла гипотеза об упорядоченном, трёхмерно-периодическом расположении в кристалле составляющих его частиц, в современном понимании - атомов и молекул, которые образуют кристаллическую решетку (см. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА). Геометрическая кристаллография изучает основные метрические характеристики кристаллической решетки, периоды повторяемости и углы элементарной ячейки (см. ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЯЧЕЙКА КРИСТАЛЛА), разрабатывает методы их описания и устанавливает закономерности их огранения.
Учение о симметрии кристаллов (см. СИММЕТРИЯ КРИСТАЛЛОВ), получившее в последнее время интенсивное развитие, является теоретической основой кристаллографии. Симметрия - наиболее общая закономерность, присущая строению и свойствам кристаллического вещества, которое по своим макроскопическим признакам можно определить как однородную анизотропную симметричную среду. Большой вклад в развитие теории симметрии и антисимметрии внесли А. В. Шубников (см. ШУБНИКОВ Алексей Васильевич) и Н. В. Белов (см. БЕЛОВ Николай Васильевич). Основами математического аппарата кристаллографии помимо теории групп симметрии кристаллов является тензорное исчисление.
Кристаллография и такие ее разделы, как кристаллохимия (см. КРИСТАЛЛОХИМИЯ) и кристаллофизика (см. КРИСТАЛЛОФИЗИКА) тесно взаимосвязаны со смежными науками. Кристаллофизика рассматривает в основном электрические, оптические, механические свойства кристаллов и их симметрийные закономерности и непосредственно примыкает к физике твердого тела (см. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА), которая сосредоточивает свое внимание больше на анализе общих закономерностей физических свойств и энергетического спектра решетки. Кристаллохимия изучает закономерности расположения атомов в кристаллах, природу химической связи между ними, атомную структуру реальных кристаллов.
Результаты, полученные при структурных исследованиях кристаллов, легли в основу структурной кристаллографии. Структурная кристаллография исследует атомно-молекулярное строение кристаллов методами рентгеноструктурного анализа, электронографии, нейтронографии, электронной микроскопии. Используются также методы оптической спектроскопии, в том числе инфракрасной спектроскопии, ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса и т. д.
В связи с общностью подхода к атомному строению вещества и близостью дифракционных методик, используемых в структурной кристаллографии, кристаллографические теории и методы дают выход кристаллографии в металловедение и материаловедение полупроводников и диэлектриков, минералогию, органическую химию и химию полимеров, молекулярную биологию, в изучение жидкостей и газов.
Кристаллография изучает процессы образования кристаллов с позиций макроскопической и статистической термодинамики и физико-химической кинетики: процесс зарождения кристаллов (см. Кристаллизация (см. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ)), анализ молекулярной кинетики движения фазовой границы, ее морфологии, тепло- и массоперенос при кристаллизации, формы роста, процессы дефектообразования. Исследование структуры реальных кристаллов, дефектов кристаллов (см. ДЕФЕКТЫ), дислокаций (см. ДИСЛОКАЦИИ) и точечных дефектов (см. ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ), условия их образования и влияние на свойства реальных кристаллов - важнейшие прикладные области кристаллографии. Теория и практика синтеза кристаллов поддерживаются достижениями химии и физической химии.
Кристаллография изучает также строение и свойства разнообразных агрегатов из микрокристаллов - поликристаллов (см. ПОЛИКРИСТАЛЛЫ), текстур (см. ТЕКСТУРА), керамик (см. КЕРАМИКА), а также веществ с атомной упорядоченностью, близкой к кристаллической - жидких кристаллов (см. ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ), полимеров (см. ПОЛИМЕРЫ). Симметрийные и структурные закономерности, изучаемые кристаллографией, находят применение в рассмотрении общих закономерностей строения и свойств конденсированного состояния вещества: аморфных тел и жидкостей, полимеров, биологических макромолекул, надмолекулярных структур и т. п. Этим занимается обобщенная кристаллография.