Kurz kryštalografie 2007 Koniec - dokument PDF
Dokumenty
UNIVERZITA V BUKUREŠTI Fakulta geológie a geofyziky
Ubi materia, ibi geometria Johannes Kepler
Johannes Kepler (1611). Vo svojej práci „Strange Seu de Nive Sexangula“ Kepler skúmal „šesťuholníkový sneh“, pričom dospel k určitým predstavám o symetrii a dokonca k hypotéze, že sneh bude pozostávať z pravidelne umiestených malých gúľ. V jeho úvahách rozoznávame vývoj niektorých úvah už použitých v Mysterium cosmographicum (1595), kde odvodil zákon pre lúče planetárnych dráh vychádzajúci zo symetrie pravidelných mnohostenov.
Christiaan Huygens (1690). n Znak zo svetla vysvetľuje vzhľad dvojnásobného lomu na islandskej lopatke (rôzne druhy kalcitu) usporiadaním elipsoidných častíc. Presne v tejto hypotetickej anizometrickej forme niektorých elementárnych teliesok Huygens videl jednu z možných príčin anizotropného správania kryštálu v jeho interakcii so svetlom.
Fenomén dvojitého lomu v kalcite Štruktúra kryštálov kalcitu po Huygensovi
MV Lomonosov (1747) vysvetlil pravidelné tvary a hexagonálnu symetriu siliteru (dusičnanu draselného) kompaktným usporiadaním niektorých elementárnych, konečných, sférických častíc: „ak predpokladáme, že takto vytvorené silikátové častice majú guľovitý tvar, ku ktorým majú väčšinou najmenšie prírodné telá sklon, potom bude ľahké vysvetliť, prečo silitre rastie v kryštáloch so šiestimi poplatkami.
Šesťhranná symetria silitry vysvetlená Lomonosovom existenciou kompaktne umiestnených sférických častíc.
Rn-Just Hay (1784, 1801, 1815, 1822) ustanovil na základe veľkého počtu meraní zákon dekrétov alebo, ako bude známe neskôr, zákon racionálnych parametrov. Tento zákon v podstate uvádza, že okraje kryštalickej formy pociťuje kryštalická strana v jednoduchých a racionálnych pomeroch, jedinou možnou príčinou je periodická mikroštruktúra charakterizovaná vektormi axiálnej periodicity. V snahe vysvetliť rozmanitosť tvárí, ktoré spájali kryštály konkrétnej látky, Hay zistil, že jednotný (elementárny) rovnobežnosten je možné vytvoriť na základe axiálneho proti, ktorý nazval integrálnou molekulou.
Hauyovu koncepciu ilustrujú kryštalické formy odvodené od integrálnej kubickej molekuly
Vonkajšia symetria je výsledkom periodického množenia týchto integrálnych molekúl; rombohedron alebo kalcitový scalenohedron pozostáva z integrálnych romboedrických molekúl a galenit napríklad z celkových kubických molekúl. Fyzickým dôkazom existencie takýchto rovnobežnostenov bol podľa Haya štiepenie: vlastnosť niektorých kryštálov rozbiť sa podľa poplatku za lietadlo. Fragmentácia kalcitu na menšie a menšie kosoštvorce by viedla k nedeliteľným fragmentom, tj k integrálnym molekulám. Hayove teórie, ktoré všeobecne očakával Tobern Bergman (1773), mali hlavný vplyv na kryštalografický výskum na začiatku devätnásteho storočia. Aj keď je mikroperiodicita kryštalickej štruktúry správne zvýraznená, Hay súčasne predpokladá kontinuitu kryštalického priestoru, pričom integrujúce molekuly sú symetricky a kompaktne rozmiestnené.
Gabriel Delafosse (1843). Poukázal na to, že je potrebné rozlišovať medzi integrálnou molekulou a chemickou molekulou: "Hayova integrálna molekula nie je nič iné ako najmenší rovnobežnosten tvorený susednými chemickými molekulami, ktoré označujú jej vrcholy. Integrovaná molekula popisuje geometriu malých medzimolekulových priestorov." Preto sa dokonale líši od chemickej molekuly a môže mať často úplne odlišný tvar. Chemická molekula je skutočným prvkom atomizmu, a to aj mimo úvahy o kryštalickej vrstve, zatiaľ čo integrálna častica nie. je to iba prvok jeho geometrickej štruktúry, keď sa telo prezentuje v tomto konkrétnom stave “
Delafosse nahradil koncept kontinuity kryštalickej hmoty (implicitne prijatý Hayom) koncepciou diskontinuity. Vplyv tvarov chemickej molekuly je skutočne dôležitý; stačí vysvetliť údajné výnimky zo zákona o symetrii zistené u určitých minerálnych druhov, ako sú pyrit, turmalín, kremeň atď. Dôsledky Delafosseových teórií boli hlboké predovšetkým kvôli diskrétnej povahe kryštalického priestoru a skutočnosti, že molekuly môžu mať nižšiu symetriu ako mriežka, čo vysvetľuje hemiedriu niektorých kryštálov. Bol tiež tým, kto zaviedol koncept kryštalickej siete.
Delafosseovu koncepciu ilustruje séria molekúl s nižšou symetriou ako sieť. V kubickej sieti boracitu nie sú dva konce ternárnej osi fyzikálne identické.
August Bravais (1848). Poukázal na to, že fenomén štiepenia a rozdielna frekvencia povrchov niektorých kryštálov úzko súvisia s retikulárnou hustotou sieťových rovín zodpovedajúcich týmto nábojom. Dôležitosť poplatku je ešte väčšia, čím vyššia je vytvorená a retikulárna hustota, ktorá zodpovedá geometrickému vyjadreniu zákona racionality, ktorý určuje, že racionálne parametre sú jednoduché a malé. Tento zákon Bravais bol mimoriadne plodný; zodpovedá objektívnej realite kryštalického média, ktoré poskytuje sugestívne spojenie medzi fyzikálnymi a geometrickými vlastnosťami týchto médií.
V tudes cristallographiques (1851) študoval Bravais všeobecné javy, ktoré závisia od molekuly. Spresnil, že sa jedná o systém bodov, skutočný mnohosten, obdarený ako samotný kryštál, osami, rovinami symetrie atď. Stanovená molekulárna symetria zodpovedá tiež určenej kryštalickej štruktúre a už existujúca symetria molekulárneho mnohostena je príčinou symetrie pozorovanej v kryštalickej skupine. Experimentálne dôkazy o existencii periodickej mriežkovej štruktúry kryštálov však prišli oveľa neskôr.
Spojenie medzi mriežkovými rovinami a možnými plochami kryštálu.
Max von Laue (1912). Domnieval sa, že diskontinuálna mriežka kryštálu, vzhľadom na extrémne malé vzdialenosti medzi atómami, môže hrať rovnakú úlohu proti elektromagnetickému žiareniu s veľmi krátkou vlnovou dĺžkou ako difrakčná mriežka smerom k svetlu, tj. Spôsobiť interferenciu a generuje difrakčné čísla. Vychádzajúc z tejto myšlienky, Friedrich a Knipping ako prví zachytili obraz lúča röntgenových lúčov odrážaného kryštalickou čepeľou. Obrázok zobrazoval centrálne lôžko obklopené pravidelne usporiadanými škvrnami, ktoré zjavne ukazovali pravidelné rozloženie hmoty v kryštálovej mriežke.