Рентгенография минералов

Дается описание весьма разнообразных физических явлений, сопровождающих процессы рассеяния дифракции рентгеновских волн в кристаллах, без привлечения сложного математического аппарата Рассматриваются природа и свойства рентгеновских лучей, излагаются подходы к решению ряда практических задач рентгенографии минералов, представлены основные принципы теории рассеяния рентгеновских лучей в кристаллах и теоретические основы рентгено-структурного анализа кристаллов Рассмотрены новые приложения рентгено структурного анализа для решения важнейших проблем современной геологии и минералогии

Учебник написан на основе курса лекций по рентгенофафии мине ралов, читаемого студентам Геологического факультета МГУ

Предназначен для студентов и аспирантов геологических вузов, а также для специалистов в области кристаллофафии, минералогии, петрологии, литологии и смежных дисциплин.

Основоположник   российской   школы   рентгеноструктурного анализа кристаллов акад Н В Белов считал, что положение структурной кристаллографии среди других наук можно охарактеризовать центром треугольника, в вершинах которого находятся физика, химия и минералогия   Именно в кристаллографии в полной мере проявляется синтез достижений, отмечаемых во всех трех указанных дисциплинах При этом чем выше уровень научных исследований, тем прочнее связь между концепциями и положениями этих наук, а также используемыми в них методами

Современный рентгеноструктурный анализ стал мощным инструментом изучения структуры веществ, открывающим много интересных фактов и позволяющим по-новому взглянуть на ряд природных явлений   Общее число расшифрованных к концу 90-х годов структур превысило 300 тыс , а ежегодно структурно исследуется свыше 9 тыс   природных и синтетических соединений   Благодаря усовершенствованным методам, автоматизированной аппаратуре и вычислительным средствам стало возможным определять структуры самых сложных кристаллов, вплоть до белковых, содержащих сотни и даже тысячи аминогрупп NH2  На основе структурных данных удается интерпретировать разную температуру отдельных частей белковых молекул   В специальных рентгеновских камерах достигаются давления, в миллионы раз превосходящие атмосферное, что позволяет моделировать и изучать состояние вещества в глубинных оболочках Земли   Иллюстрацией изменения многих свойств различных кристаллов при таких высоких физико-химических параметрах может служить зафиксированный переход молекулярнойструктуры серы с ковалентной связью между атомами в структуру, характеризующуюся металлическим типом межатомных взаимодействий Структурные данные существенно расширяют научные представления о симметрии кристаллов Так, например, в 1984 г открыты квазикристаллы А16Мп, ближний порядок в которых характеризуется запрещенной с точки зрения классической геометрической кристаллографии пятерной поворотной осью Отсутствие четко выраженных параллельных переносов (трансляций) в такого рода кристаллах позволяет заключить, что строгая периодичность в кристаллических структурах не является обязательным условием для получения дифракционных картин

Полученная в течение последних 90 лет кристаллохимическая информация способствовала развитию многих научных дисциплин Однако ее наиболее весомый вклад отмечен в минералогии, где методы рентгеновской дифракции играют ключевую роль в исследовании состава и структуры минералов, расширяя научные представления о минералогической систематике, формах концентрации химических элементов в геосферах, об изоморфизме, полиморфизме и многих других кристаллохимических явлениях в минералах   Важнейшая задача этого учебника - знакомство студентов геохимической специальности с теоретическими положениями и основными методическими приемами, используемыми в процессе рентгенографического исследования минералов   Учебник написан на основе курса лекций,   читаемого  студентам  геологического  факультета   МГУ  им М В Ломоносова на протяжении последних 10 лет   Особенностью курса является описание весьма разнообразных физических явлений, сопровождающих процессы рассеяния и дифракции рентгеновских волн в кристаллах, без привлечения сложного математического аппарата  В рентгенографии это вполне реально  Недаром один из основоположников современной рентгеновской кристаллографии В Л Брэгг заметил, что если бы такие известные ученые в области физической оптики как О Ж Френель и И Фраунгофер вернулись на Землю, им вполне можно было бы объяснить принципы структурных исследований, используя научные концепции, известные более 160 лет назад  Они вряд ли смогли бы понять многие достижения в других об пастях современной физики, однако, уяснив, что рентгеновские лучи - волны с достаточно короткими длинами (0,1-500 А), определенно оказались бы в курсе того, как реализуются исследования в современной структурной кристаллографии <...>