Кристаллохимия

В монографии последовательно и всесторонне на основе оригинальных физических представлений обсуждены различные аспекты природы образования и устойчивости бинарных и тройных соединений конденсированных систем. В настоящее время интенсивно изучаются новые металлические наноструктурные материалы, что связано с их особыми свойствами и перспективами использования в качестве базовых специальных функциональных и конструкционных материалов. В подавляющем большинстве случаев новые структурные состояния достигаются особыми технологическими приемами, а физическая картина поведения, свойств и структуры таких материалов остается часто неясной. Именно фундаментальным физическим аспектам структуры материалов на основе титана и никеля посвящена данная книга. Предназначена для широкого круга специалистов – научных сотрудников и инженеров, работающих в области материаловедения и физики конденсированных систем (металлов и сплавов, полупроводников), а также преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области материаловедения.

Кристаллохимия как основа учения об атомно-молекулярном строении вещества и взаимосвязи кристаллической структуры и свойств химических соединений естественно разделяется на две части: установление и изучение общих принципов кристаллического строения вещества, с одной стороны, и описание кристаллических структур соединений разных классов – с другой. Первая часть изложена в опубликованном в 2018 г. учебнике «Общая кристаллохимия», второй части посвящается настоящее издание, в котором вначале даются структуры простых веществ (самородных элементов): неметаллов, металлов и близких к ним по составу и строению интерметаллидов, фаз внедрения и т. п., затем излагаются структуры галогенидов, оксидов и халькогенидов. Основной объем учебника отводится кислородным соединениям с кислотными радикалами типа TO и TO (CO, SiO, PO, SO и др.), которые представляют более половины химических соединений, включаемых обычно в химические и физические справочники. Описываются также соединения с комплексами оксоцентрированных (в общем случае анионоцентрированных) тетраэдров. Учебник рекомендуется учащимся бакалавриата, магистратуры и аспирантуры, молодым ученым и преподавателям, специализирующимся в науках о Земле, химии, фундаментальном материаловедении, металлургии, физике, почвоведении, генетике и других естественных науках.

В методических указаниях представлены основы строения кристаллических материалов с точки зрения симметрии, показана связь внутреннего строения веществ с их свойствами. Данные методические указания знакомят с принципами получения кристаллов и некоторыми аспектами использования таких материалов в современном мире. Предназначены для обучающихся московских школ в рамках городского образовательного проекта «Инженерный класс в московской школе».

В учебнике излагаются основы учения о кристаллическом веществе, такие как симметрия, химическая связь и строение атома в кристаллах, принципы формирования и описания кристаллических структур, явления полиморфизма, изоморфизма (заместимости), морфотропии. Впервые в учебнике подобного профиля рассмотрены явления структурных деформаций: термических, барических, композиционных. Это знаменует переход от качественной констатации фазовых превращений веществ в функции от параметров t, p, X (полиморфные превращения, процессы типа «порядок – беспорядок», «окисление – восстановление», «гидратация – дегидратация», «плавление – кристаллизация» и т. п.) к количественному измерению и использованию их характеристик. Приведенные примеры относятся к породообразующим минералам, материалам с высокотемпературными сверхпроводящими, нелинейно-оптическими, люминесцентными и другими полезными свойствами, с низким или требуемым термическим расширением. Даны основы кристаллохимии высоких температур и высоких давлений, а также начала динамической (сопоставительной) кристаллохимии. Рекомендуется студентам бакалавриата и магистратуры. Будет полезен преподавателям и молодым ученым, специализирующимся в науках о Земле, кристаллохимии, химии твердого тела, материаловедении, физике твердого тела, металлургии, почвоведении и т. п.

В методических указаниях представлены основы строения кристаллических материалов с точки зрения симметрии, показана связь внутреннего строения веществ с их свойствами. Данные методические указания знакомят с принципами получения кристаллов и некоторыми аспектами использования таких материалов в современном мире. Книга предназначена в качестве методических указаний для школьников, которые проходят обучение на элективных курсах в рамках городского образовательного проекта «Инженерный класс в московской школе», интересующихся естественными науками, выпускникам инженерных классов для подготовки к предпрофессиональному экзамену по направлению «Исследовательское».

Представлено термодинамическое рассмотрение и кинетическое описание новых совмещенных реакционно-ионообменных процессов катионообменного растворения и анионообменного осаждения, которые предполагают сопряжение химической реакции растворения или осаждения твердой фазы и процесса ионного обмена в одном реакционном пространстве. Проведено подробное изучение этих процессов, изложены экспериментальные доказательства возможности применения полученных результатов при создании более эффективных и экономически выгодных способов извлечения цветных металлов из промпродуктов, техногенных отходов и других окисленных материалов, а также синтеза метастабильных-модификаций гидроксидов кобальта и никеля, имеющих однородный химический, фазовый и гранулометрический состав, которые могут быть применены в качестве нанореакторов для производства нанопорошков металлов и оксидных соединений. Предназначена для научных работников и аспирантов, занимающихся проблемами неорганической химии, химической технологии неорганических веществ, металлургии.

Рассмотрено строение кристаллов: физически различные формы кристаллов, классы симметрии. Изложены основы классической кристаллографии и кристаллохимии, а также поведение вакансий при закалке и отжиге. Описаны методы расчета свойств кристаллов, применение кристаллов в новой технике. Предназначено для бакалавров направления подготовки 22.03.02 «Металлургия». Может быть интересно студентам специалитета и магистратуры, обучающимся по профилю 22.04.02.01 «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов».

В монографии последовательно и всесторонне на основе оригинальных физических представлений обсуждены различные аспекты природы образования и устойчивости бинарных и тройных соединений конденсированных систем. В настоящее время интенсивно изучаются новые металлические наноструктурные материалы, что связано с их особыми свойствами и перспективами использования в качестве базовых специальных функциональных и конструкционных материалов. В подавляющем большинстве случаев новые структурные состояния достигаются особыми технологическими приемами, а физическая картина поведения, свойств и структуры таких материалов остается часто неясной. Именно фундаментальным физическим аспектам структуры материалов на основе титана и никеля посвящена данная книга. Предназначена для широкого круга специалистов – научных сотрудников и инженеров, работающих в области материаловедения и физики конденсированных систем (металлов и сплавов, полупроводников), а также преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области материаловедения.

Рассмотрены структура твердых растворов, факторы, определяющие растворимость в первичных твердых растворах, термодинамика их образования, процессы атомного упорядочения. Проведен кристаллохимический анализ часто встречающихся промежуточных фаз, включая условия их образования и особенности атомного строения.

Учебное пособие содержит описание методов определения символов граней и ребер кристаллических многогранников, символов атомных плоскостей и атомных рядов кристаллических структур, важнейших соотношений между ними. Учебное пособие содержит также набор домашних заданий, которые могут быть использованы не только для индивидуальных, но и групповых занятий.

В учебном пособии рассмотрены основные современные методы описания любых кристаллических структур, объединенные в Международные Кристаллографические Таблицы (МКТ) и отвечающие требованиям действующего Международного Стандарта. Пособие содержит многочисленные примеры применения МКТ для описания различных кристаллических структур, а также домашние задания и упражнения, которые могут быть использованы в курсах: кристаллофизики, кристаллографии и кристаллохимии, физики твердого тела, физики полупроводников и др.

Цель пособия – ознакомление студентов с основами геометрической кристаллографии и кристаллохимии минералов и их влиянием на комплекс физических свойств этих важнейших природных объектов. В пособии в краткой и доступной форме изложена базовая информация о кристаллографических, кристаллохимических и кристаллофизических особенностях минералов – об их симметрии и морфологии, о структурных особенностях, об изоморфизме и полиморфизме, зависимости физических свойств от кристаллохимических особенностей и многом другом. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 21.05.05 «Физические процессы горного и нефтегазового производства» и может быть использовано для студентов профиля «Обогащение полезных ископаемых» специальности 21.05.04 «Горное дело».

Алексей рассказал, что мы знаем о влиянии строения урансодержащих кристаллов на их оптические свойства (или только ДУМАЕМ, что знаем, а на самом деле ошибаемся?). А также поговорил о том, зачем вообще люди синтезируют эти самые кристаллы, и ответил на вопрос: «Всё ли в этом мире решает красота?».