I
Кристаллогра́фия (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 (См.
Фёдоров)
, 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 (См.
Кристаллическая решётка)
. Открытие дифракции рентгеновских лучей (См.
Дифракция рентгеновских лучей)
в 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.
Брэггом
и 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 (См.
Симметрия 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".
Важный раздел К. - теория и экспериментальные исследования процессов зарождения и роста кристаллов. Здесь К. использует общие принципы термодинамики (См.
Термодинамика) и закономерности фазовых переходов (См.
Фазовый переход) и поверхностных явлений с учётом взаимодействия кристалла со средой, анизотропии свойств и атомно-молекулярной структуры кристаллического вещества (см.
Кристаллизация). Как самостоятельный раздел развивается К. реального кристалла, изучающая разнообразные нарушения идеальной кристаллической решётки - точечные дефекты,
Дислокации и др.
Дефекты в кристаллах, возникающие при росте кристаллов или разнообразных воздействиях на них и определяющие многие их свойства.
Исследования механических, оптических, электрических и магнитных свойств кристаллов являются предметом кристаллофизики (См.
Кристаллофизика)
, которая смыкает К. с физикой твёрдого тела (См.
Твёрдое тело)
. Для кристаллофизики существенным является рассмотрение свойств кристалла в связи с его симметрией и изменений свойств при внешних воздействиях. Уникальность свойств многих кристаллов и их чувствительность к механическим и акустическим воздействиям, изменениям температуры, чувствительность к электрическому току, электромагнитным полям, различным излучениям и т. п. дали кристаллографическим исследованиям широкий выход в радиотехнику, полупроводниковую электронику и квантовую электронику (См.
Квантовая электроника)
, техническую оптику и акустику, обработку материалов, приборостроение. В связи с этим возникло и интенсивно развивается производство синтетических кристаллов -
Кварца
, алмаза,
Германия, кремния (См.
Кремний)
, Рубина и др.
К. изучает также строение и свойства разнообразных агрегатов из микрокристаллов -
Поликристаллов
, текстур (См.
Текстура)
, керамик (См.
Керамика)
, а также веществ с атомной упорядоченностью, близкой к кристаллической - жидких кристаллов (См.
Жидкие кристаллы)
, полимеров (См.
Полимеры)
. Симметрийные и структурные закономерности, изучаемые К., находят применение в рассмотрении общих закономерностей строения и свойств конденсированного состояния вещества вообще: аморфных тел и жидкостей, полимеров, биологических макромолекул, надмолекулярных структур и т. п. (обобщённая К.).
Лит.: Шубников А. В., Флинт Е. Е., Бокий Г. Б., Основы кристаллографии, М.- Л., 1940; Попов Г. М., Шафрановский И. И., Кристаллография, 4 изд., М., 1964; Белов Н. В., Структурная кристаллография, М., 1951; Бернал Дж. Д., Карлайл С. Х., Поля охвата обобщённой кристаллографии. (Обзор). "Кристаллография", 1968, т. 13, № 5; Вайнштейн Б. К., Кристаллография и научно-технический прогресс, там же, 1971, т. 16, в. 2, с. 261.
М. П. Шаскольская.
II
Кристаллогра́фия ("Кристаллогра́фия",)
научный журнал АН СССР, публикующий статьи по проблемам атомной структуры, роста, свойств кристаллов и др. вопросам кристаллографии. Основан в 1956, издаётся в Москве. Ежегодно выходит один том, состоящий из 6 номеров (выпусков). Тираж устанавливается для каждого номера и колеблется в пределах от 1300 до 1700 экземпляров. С 1957 переводится в США на английский язык и выходит под названием "Soviet Physics Crystallography".