• Мнения
  • |
  • Обсуждения
Николай Аблесимов Грандмастер

Возможно ли современное информационное поле без кристаллохимии?

Невозможно. Борцы против химии, будьте последовательны — выбросьте свои телевизоры, компьютеры и мобильники! Ибо сверхчистый кремний для микросхем является продуктом кристаллохимии.

photobank.kiev.ua Shutterstock.com

Кристаллохимия изучает законы расположения атомов и типы симметрии в кристаллических телах, а также дефекты в их структуре. Кристаллохимия тесно связана с кристаллографией.

Центральное понятие кристаллохимии — кристаллическая структура (расположение атомов, ионов, молекул в кристалле). Определено свыше 150000 кристаллических структур (~70000 неорганических, более 80000 органических), от простых веществ до белков и вирусов.

Источником данных о структурах служат дифракционные методы исследования: рентгеноструктурный анализ, электронография, нейтронография, мессбауэрография. Причины образования той или иной кристаллической структуры определяются общим принципом термодинамики: наиболее устойчива структура, которая при данном давлении и температуре имеет минимальную свободную энергию.

По типу химической связи кристаллы делятся на четыре основные группы — ионные кристаллы (например, NaCl), ковалентные (например, алмаз, кремний), металлические (металлы и интерметаллические соединения) и молекулярные кристаллы (молекулами связаны ван-дер-ваальсовыми силами, например, нафталин).

Во многих кристаллах связь имеет промежуточный характер. Например, в кристаллах силикатов она ионно-ковалентная, у полупроводников связь в основном ковалентная, но с примесью ионной и металлической. Особые кристаллохимические закономерности выявляются в структуре полимерных кристаллов (цепочечные структуры), жидких кристаллов, биологических кристаллов. В некоторых кристаллах (например, лед, органические кристаллы) существует водородная связь. Сейчас известно 9 структурных модификаций льда, у них различные кристаллические решетки, различные плотности и температуры плавления.

Определенные Е. С. Федоровым (1890) 230 пространственных групп симметрии кристаллов являются естественным законом природы, не имеющим математического выражения (наряду с Периодической системой Д. И. Менделеева). В 1926−27 годах были созданы системы кристаллохимических ионных и атомных радиусов (В. Гольдшмидт, Л. Полинг).

Полупроводники — продукт кристаллохимии. У. Шокли предложил методы создания диффузионного базового транзистора. Вместе с Дж. Хейнсом он смог непосредственно измерить подвижность и время жизни носителей заряда в германии (опыт Хейнса-Шокли, 1949), с Г. Сулом установил влияние магнитного поля на концентрацию носителей. Шокли построил теорию p-n-перехода, получил уравнение для плотности полного тока в нем (уравнение Шокли, 1949) и на основе этого предложил p-n-p-транзистор. В 1951 он предсказал явление насыщения в полупроводниках и разработал метод определения эффективной массы носителей заряда. В 1956 «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта» У. Шокли совместно с Д. Бардином и У. Браттейном был удостоен Нобелевской премии по физике.

Выращивание кристаллов сверхчистого кремния — тоже задача кристаллохимиков. Потребление поликристаллического кремния электронной промышленностью составляет несколько тысяч тонн в год.

Работает Институт кристаллографии РАН (Москва). Есть журнал «Кристаллография». Можно почитать: Урусов В. С., Теоретическая кристаллохимия (М.: 1987).

Статья опубликована в выпуске 18.05.2012
Обновлено 21.07.2021

Комментарии (4):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

Мы собираем файлы cookie и применяем Яндекс.Метрику.Подробнее×

Этот сайт использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика, предоставляемый компанией ООО «ЯНДЕКС», 119021, Россия, Москва, ул. Л. Толстого, 16 (далее — Яндекс)

Сервис Яндекс Метрика использует технологию «cookie».

Собранная при помощи cookie информация не может идентифицировать вас, однако может помочь нам улучшить работу нашего сайта. Информация об использовании вами данного сайта, будет передаваться и храниться на сервере Яндекса в Российской Федерации. Яндекс будет обрабатывать эту информацию с целью анализа пользовательской активности.

Вы можете отказаться от использования cookies, выбрав соответствующие настройки в браузере. Используя этот сайт, вы соглашаетесь на обработку данных о вас Яндексом в порядке и целях, указанных выше.