Рентгеновская кристаллография.

6.1. Кристаллы и их основные свойства. Симметрия кристаллов. Кристал­лические классы, системы, сингонии, категории. Трансляционные операции симметрии. Пространственная решетка и структура кристаллов. Про­странственные группы симметрии и их символика. Симво­лы Шенфлиса и Германа-Могена.

6.2. Решётки Бравэ. Симметрия решеток. Индексы узла, ряда, плоскости. Обратная решетка. Зависимость межплоскостных расстояний от симметрии и параметров решетки кристалла.

6.3. Получение и взаимодействие рентгеновских лучей с веществом. Характеристическое и “белое” излучение. Селективные фильтры. Методы регистрации рентгеновских лучей.

6.4. Основы теории рассеяния рентгеновских лучей. Атомная и структурная амплитуда рассеяния. Лауэвская интерференционная функция. Условия Лауэ. Основные этапы анализа структуры кристалла. Факторы, влияющие на интенсивность рефлексов. Системати­ческие и случайные ошибки. Автоматизация рентгеноструктурного анализа.

6.5. Три метода рентгенографии: методы Лауэ, вращения и порошка (Дебая-Шеррера). Определение параметров решетки. Число формульных единиц и рентгеновская плотность. Параметр Де-Вольфа. Систематические и частные погасания. Уравнение Брэгга-Вульфа. Рентгенофазовый анализ.

6.6. Важнейшие структурные типы простых веществ: Cu Fm3m (Au, Ag, Al, γ-Fe), α-Fe Im3m (Na, K, Ba), Mg P6₃/mmc (α-Co, α-Be), алмаза Fd3m, графита P6₃/mmc. Координационное число и координационный многогранник.

6.7. Важнейшие структурные типы бинарных соединений: NaCl (Fm3m к.ч.=6), CsCl ( Pm3m к.ч.=8), ZnS (сфалерита F43m к.ч.=4,и вюртцита P6₃mc к.ч.=4), NiAs (никелина P6₃/mmc к.ч.=6), BN (P6m2 к.ч.=3). Число формульных единиц. Классификация структур по координационным числам.

6.8. Важнейшие структурные типы тернарных соединений: CaF₂ (флюорита Fm3m к.ч.=8,4; ThO₂, Li₂O, Na₂O, Na₂S), TiO₂ (рутила P4₂/mnm к.ч.=6,3), β-SiO₂ (кристобалита Fd3m к.ч.=4,2,), CO₂ ( Pa3 к.ч.=2,1), FeS₂ (пирита Pa3 к.ч.=6,3), CdI₂ (P3m к.ч.=6,3,). Изоморфизм. Антиизоморфизм.

6.9. Гексагональная и кубическая плотнейшие шаровые упаковки. Тетраэдрические и октаэдрические пустоты. Описание структур NaCl (Fm3m к.ч.=6), NiAs (никелина P6₃/mmc к.ч.=6), ZnS (сфалерита F43m к.ч.=4)и CaF₂ (флюорита Fm3m к.ч.=8,4) в рамках теории плотнейших шаровых упаковок.

6.10. Полиэдрический метод изображения структур (метод Полинга-Белова). Структуры NaCl, ZnS и CsCl. Политипия ZnS.

6.11. Структурный класс. Структуры CO₂ ( Pa3 к.ч.=2,1) и FeS₂ (пирита Pa3 к.ч.=6,3). Структура перовскита Pm3m.

6.12. Структурный тип (галит NaCl Fm3m, пирит FeS₂ Pa3, кальцит СаСО₃ P3с). Го меотипность. Изотипность (NaCl Fm3m и CaF₂ Fm3m). Изоструктурность (NaCl и CaO, TiO₂ и MgF₂, Zn₂SiO₄ и Li₂BeF₄). Антиизоструктурность (CaF₂ флюорит и Mg₂Sn, ThO₂ и Li₂O).

6.13. Морфотропия. Изоморфизм. Полиморфизм: реконструктивные переходы (графит – алмаз; желт. HgI₂ – красн. HgI₂; рутил – брукит – анатаз; кварц – кристобалит – тридимит), дисторсионные переходы (ОЦК α-Fe – ГЦК γ-Fe; α-кварц – β-кварц); переходы типа порядок-беспорядок (упорядочение атомов Cu и Au в сплаве 1:1, парафин С₂₉Н₆₀, NH₄NO₃);электронное, Fe^III (Fe^II Fe^III)О₄, и магнитное упорядочение, СоО; переходы типа смятия или сдвига в BaTiO₃; изоструктурные переходы в Ce, Fe₂O₃, EuO.

6.14. Индицирование дебаеграмм кристаллов высшей и средней категорий. Индицирование методом подбора изоструктурного соединения.

6.15. Координационные, цепочеч­ные, островные, слоистые и каркасные структуры. Структуры со статистической и неполной упорядоченностью.