Кристаллография. История развития

1. Кристаллография

В истории развития кристаллографии можно выделить три
основных периода:
1) эмпирический (или собирательный) – почти до начала XIX в. –
период постепенного накопления фактического материала, выявления и
осмысления особенностей кристаллов;
2) теоретический (или объяснительный) – XIX в. – период
интенсивного теоретического исследования форм и выявления законов
внутреннего строения кристаллов;
3) современный (или прогностический) – период быстрого подъема,
который можно охарактеризовать как экспериментальный с отчетливым
прикладным направлением. Это стадия, раскрывающая перспективы развития
данной области знаний.
1

2. Кристаллография

Следующие ученые занимались изучением кристаллов:
Демокрит Абдерский (460-370 до н.э.),
Аристотель (384-322 до н.э.),
Эпикур Самосский (341-270 до н.э.),
Плиний Старший (24-79 н. э.),
Аль-Бируни (973-1048),
Авиценна (980-1037),
Джероламо Кардано (1501-1576),
Иоганн Кеплер (1571-1630),
Xристиан Гюйгенс (1629-1695),
Роберт Гук (1635-1703).
2

3. Кристаллография

Нильс Стенсен
(Николай Стенон;
Николас Стено)
(1638-1686)
Михаил
Васильевич
Ломоносов
(1711-1765)
Жан Батист
Луи Роме-де-Лиль
(1736-1790)
Н. Стенон открыл основной закон геометрической кристаллографии –
закон постоянства углов. В последующие годы этот закон подтвердил
М. В. Ломоносов, а окончательно он утвердился в науке в 1783 г.,
благодаря Роме-де-Лилю.
3

4. Кристаллография

Р. Ж. Гаюи открыл второй закон
кристаллографии – закон
рациональных отношений
параметров граней кристаллов.
Ренэ Жюст Гаюи
(1743-1822)
Строение кристалла кальцита из
«параллелепипедальных молекул»
(а) и образование некоторых
граней (б) по Гаюи
4

5. Кристаллография

Х. С. Вейс разработал третий закон
кристаллографии – закон зон,
устанавливающий зависимость между
положением граней и ребер кристалла.
Христиан Самуэль
Вейс
(1780-1856)
И. Ф. Гессель в 1830 г. вывел
32 класса симметрии
Иоганн Фридрих
Гессель (1796-1872)
5

6. Кристаллография

В 1855 г. О. Браве вывел 14 типов пространственных решеток,
отличающихся друг от друга формой и симметрией. Этим он
заложил основу современной структурной кристаллографии.
Огюст Браве
(1811-1863)
Так же он ввел три геометрических образа (элемента симметрии)
с помощью которых выявляется симметрия кристаллов: ось
симметрии, центр симметрии (или центр инверсии) и плоскость
симметрии.
Параллелепипедальная решетка,
которой подчиняется
кирпичная кладка
6

7. Кристаллография

В 1867 г. А. В. Гадолин вводит новые элементы симметрии –
инверсионные оси, а также выводит 32 группы – совокупности
элементов симметрии, которые могут существовать в
кристаллических многогранниках, и разбивает их на шесть
кристаллографических систем: триклинную, моноклинную,
ромбическую, тетрагональную, гексагональную и кубическую.
Аксель Вильгельмович
Гадолин (1828-1892)
Е. С. Федоров заново дал оригинальный вывод 32 классов
симметрии, которым подчиняется внешняя огранка
кристаллов. В 1890 г. вывел 230 классов – способов
размещения материальных частиц в кристаллическом
пространстве – 230 пространственных (федоровских) групп
симметрии.
Евграф Степанович
Фёдоров (1853-1919)
7

8. Кристаллография

В 1891 г. А. М. Шенфлис выступил со
своим выводом пространственных групп.
Артур Мориц Шенфлис
(1853-1928)
Работами М. Лауэ была доказана трехмерная периодичность
распределения атомов в структурах кристаллов. Благодаря
этому открытию появилась возможность посредством
рентгеновских лучей исследовать внутреннее строение
кристаллов, т.е. начался новый, современный этап
интенсивной расшифровки кристаллических структур разных
Макс фон Лауэ
(1879-1960)
веществ, заложивший прочные основы для развития нового
раздела кристаллографической науки – кристаллохимии.
8

9. Кристаллография

Работами У. Л. Брэгга и Г. В. Вульфа, истолковавшими
независимо друг от друга явление дифракции
Уильям Лоренс Брэгг
(1890-1971)
рентгеновских лучей в кристаллах и предложившими
формулу, названную их именами, было положено начало
рентгеноструктурному анализу кристаллов
Георгий Викторович
Вульф
(1863-1925)
9

10. Кристаллография

Современная кристаллография состоит из:
1) геометрическая кристаллография – это теоретическая основа
кристаллографии, включающая данные о форме кристаллических тел, учение о
внешней и внутренней симметрии, геометрическую теорию кристаллических
многогранников;
2) кристаллохимия изучает связь между кристаллическими структурами
разных веществ, т.е. расположением атомов в структурах кристаллов, химическим
составом кристаллов, характером химической связи, свойствами этих веществ;
3) кристаллофизика рассматривает электрические, оптические,
механические и другие свойства кристаллов и их зависимость от симметрии и
состава;
4) кристаллогенезис – это прикладная область, исследующая процессы
образования и роста кристаллов.
10