Курс кристаллохимии читается студентам отделения геохимии во 2-ом и 3-ем семестре. Цель курса - получение студентами знаний об атомном строении кристаллов, являющегося фундаментом для всестороннего изучения минералов, горных пород и руд, для понимания процессов минералообразования, для направленного синтеза кристаллов с заранее заданными свойствами.
Основные задачи курса:
- Изучение истории развития кристаллохимии;
- Получение современных представлений о свойствах атомов и основных факторах, определяющих структуру кристалла; связь структуры с физико-химическими свойствами кристаллов;
- Изучение важнейших кристаллохимических явлений (морфотроции, полиморфизма и изоморфизма). Получение знаний о кристаллохимии важнейших породообразующих минералов;
- Кристаллохимическая интерпретация минералообразующих и геохимических процессов.
Список всех тем лекций
Лекция 1. Атом как объект кристаллохимического анализа.
Введение
Атом как объект кристаллохимического анализа
Форма и протяженность электронных оболочек
Порядок заполнения электронных оболочек
Лантаноидное сжатие
Радиоактивный распад
Лекция 2. Размерные характеристики свободных атомов.
Повторение материала предыдущей лекции
Размерные характеристики свободных атомов
Орбитальный и средний радиусы
Потенциал ионизации и сродство к электрону
Единицы измерения энергии
Электроотрицательность
Валентное состояние и гибридизация орбиталей
Лекция 3. Некоторые свойства свободных атомов.
Конфигурационная энергия валентной оболочки
Поляризуемость атомов и ионов
Магнитные свойства атомов
Магнитная симметрия
Кислотно-основные свойства атомов
Лекция 4. Атомы в кристаллах. Часть 1.
Системы атомных радиусов
Атомные радиусы
Ионные радиусы
Факторы, влияющие на величину ионных радиусов
Ионы переходных металлов в кристаллическом поле
Лекция 5. Атомы в кристаллах. Часть 2.
Ван-дер-Ваальсовы радиусы
Радиусы атомов в несвязывающих контактах
"Кристаллические" радиусы атомов
Концепция переменных радиусов
Заряды атомов в кристаллах
Лекция 6. Ионная связь.
Ионная модель
Прямое и обратное пространство
Метод Эвальда
Энергия решетки
Цикл Борна-Габера
Ионная связь
Первое правило Полинга
Лекция 7. Ковалентная связь и ее структурные особенности.
Ковалентная связь
Правило Юм-Розери
Степень ионности связи
Энергетическая кристаллохимия
Правила для ковалентных кристаллов
Нормальные валентные соединения
Лекция 8. Металлическая связь. Структуры металлов и интерметаллидов.
Металлическая связь
Переход от металлической к ковалентной связи
Зонная энергетическая структура кристалла
Оловянная чума
Полупроводники и диэлектрики
Структуры некоторых интерметаллидов
Лекция 9. Остаточная и водородная связи.
Остаточная (Ван-дер-Ваальсова) связь
Диполь-дипольные взаимодействия
Ион-дипольные взаимодействия
Водородная связь