Большая Советская Энциклопедия (КР) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 145

  Электрическое К. п. исследуют оптическими и радиоспектроскопическими методами [электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР)]. Для оценки величины и определения локальной симметрии К. п. оптическими методами и методом ЭПР в диамагнитный кристалл (матрицу) часто вводят небольшие количества парамагнитных ионов, которые используются в качестве «атомных зондов». Исследование величины и симметрии К. п. позволяет изучить структуру твёрдых тел и энергию взаимодействия ионов с кристаллическим окружением. Такие диамагнитные матрицы с примесью парамагнитных ионов являются основой твердотельных лазерови квантовых усилителей СВЧ.

  Магнитные К. п., значительные по величине, возникают в кристаллах, содержащих парамагнитные ионы и атомы. Различают сверхтонкие и дипольные магнитные К. п. Сверхтонкие поля (105—106э) обусловлены т. н. сверхтонким взаимодействием магнитных моментов ядер и их электронного окружения и наблюдаются в основном на ядрах магнитных ионов. Дипольные магнитные поля создаются в окружающем пространстве парамагнитными ионами как и обычными магнитными диполями. Наибольшие значения дипольных полей 103—104э, на расстояниях от магнитного иона ~10-8см. Эти значения полей характерны для магнитоупорядоченных кристаллов. В др. случаях магнитные поля быстро флуктуируют под действием тепловых колебаний и их средние значения близки к нулю. Магнитные К. п. в кристаллах исследуются методом ЯМР и с помощью Мёссбауэра эффекта.

  Лит.: Бальхаузен К., Введение в теорию поля лигандов, пер. с англ., М., 1964; Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Туров Е. А., Петров М. П., Ядерный магнитный резонанс в ферро- и антиферро-магнетиках, М., 1969.

  М. П. Петров.

Кристаллогидраты

Кристаллогидра'ты, кристаллы, включающие молекулы воды. Многие соли, а также кислоты и основания выпадают из водных растворов в виде К. Типичными К. являются многие природные минералы, например гипс CaSO4·2H2O, карналлит MgCl2·KCl·6H2O. Кристаллизационная вода обычно может быть удалена нагреванием, при этом разложение К. часто идёт ступенчато; так, медный купорос CuSO4·5H2O (синий) выше 105 °С переходит в CuSO4·5H2O (голубой) и CuSO4·H2O (белый); полное обезвоживание происходит выше 250°С. Однако некоторые соединения (например, BeC2O4·H2O) устойчивы только в форме К. и не могут быть обезвожены без разложения. См. также Вода, Минерал.

Кристаллографии институт

Кристаллогра'фии институ'т им. А. В. Шубникова АН СССР, научно-исследовательский институт, занимающийся исследованием структуры, физических свойств и образования кристаллов. Создан в Москве в 1943 на базе Лаборатории кристаллографии АН СССР, организованной в 1938. Основателем и первым директором К. и. был академик А. В. Шубников; со дня основания К. и. в нём работает академик Н. В. Белов. С 1962 директор К. и. член-корреспондент АН СССР Б. К. Вайнштейн.

  К. и. внёс большой вклад в развитие теории симметрии кристаллов (теория антисимметрии и цветной симметрии), разработку теории структурного анализа кристаллов, создание структурной электронографии, развитие теории рассеяния рентгеновских лучей и электронов в кристаллах, автоматизацию решения структур. В К. и. выполнены исследования и обобщения в области кристаллохимии силикатов, полупроводниковых соединений, структуры биологических макромолекул, изучен ряд оптических, механических, сегнето- и фотоэлектрических свойств кристаллов, проведены исследования реальной структуры кристаллов и работы по теории дислокаций. Открыт электрический рельеф поверхности кристаллов.

  В К. и. выполнены фундаментальные исследования роста кристаллов, в частности открыт спиральный рост, изучено зародышеобразование, развита теория роста и статистической кинетики кристаллизации. Созданы новые методики синтеза кристаллов. Работы К. и. и его дочерних предприятий привели к возникновению в стране промышленности монокристаллов, необходимых для развития радио-, квантовой и полупроводниковой электроники, оптики, акустики, прецизионного приборостроения и т. д. К. и. и его специальное конструкторское бюро разработали и внедрили в промышленность уникальную кристаллизационную аппаратуру, автоматические дифрактометры и др. приборы.

  Институт награжден орденом Трудового Красного Знамени (1969).

  Б. К. Вайнштейн.

Кристаллография

Кристаллогра'фия (от кристаллы и ...графия), наука о кристаллах и кристаллическом состоянии вещества. Изучает симметрию, строение, образование и свойства кристаллов. К. зародилась в древности в связи с наблюдениями над природными кристаллами, имеющими естественную форму правильных многогранников. К. как самостоятельная наука существует с середины 18 в. В 18—19 вв. К. развивалась в тесной связи с минералогией как дисциплина, устанавливающая закономерности огранки кристаллов (Р. Аюи, 1784). Была развита теория симметрии кристаллов — их внешних форм (А. В. Гадолин, 1867) и внутреннего пространственного строения (Е. С. Федоров, 1890; А. Шёнфлис, 1891). Совокупность методов описания кристаллов и установленные закономерности составляют содержание геометрической К.

  На основе геометрической К. возникла гипотеза об упорядоченном, трёхмерно-периодическом расположении в кристалле составляющих его частиц, в современном понимании — атомов и молекул, которые образуют кристаллическую решётку. Открытие дифракции рентгеновских лучейв кристаллах экспериментально подтвердило их периодическое решётчатое строение. Первые конкретные рентгенографические расшифровки атомной структуры кристаллов (NaCl, алмаз, ZnS и др.) были осуществлены начиная с 1913 У. Г. Брэггоми У. Л. Брэггом. Изучение прохождения света через кристаллы (см. Кристаллооптика) позволило сформулировать закономерности анизотропии (неравноценности по направлениям) свойств кристаллов.

  Крупный вклад в изучение атомной структуры кристаллов сделан Л. Полингом, Д. Кроуфут-Ходжкин, Н. В. Беловым, А. Гинье; в исследование роста кристаллов и их физических свойств — В. Фохтом. И. Н. Странским, А. В. Шубниковым, И. В. Обреимовым.

  Современная К. развивается как одна из областей физики, тесно связанная с химией и минералогией и имеющая широкое техническое применение. Основами её математического аппарата являются теория групп симметрии кристаллов и тензорное исчисление.

  Существует Международный союз кристаллографов, органом которого является журнал «Acta Crystallographica». Союз кристаллографов с 1940 издал более 30 томов «Структурного справочника» («Structure Report»). В СССР издаётся журнал «Кристаллография».

  Структурная К. исследует атомно-молекулярное строение кристаллов с помощью рентгеноструктурного анализа, электронографии, нейтронографии, опирающихся на теорию дифракции волн в кристаллах. Используются также методы оптической спектроскопии, в том числе инфракрасной спектроскопии, ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса и т. д. Изучена кристаллическая структура более 20 тыс. химических веществ. Законы взаимного расположения атомов и химической связи между ними в кристаллах, их изоморфизма и полиморфизма являются предметом кристаллохимии. Изучение биологических кристаллов позволило определить структуру гигантских молекул белков и нуклеиновых кислоти явилось важным вкладом К. в молекулярную биологию.