Общие сведения. В последние годы больших успехов добилась сравни­тельно молодая паука--кристаллохимия.

В последние годы больших успехов добилась сравни­тельно молодая паука--кристаллохимия.

Кристаллохимия — наука об атомном строении (структуре) кристаллов и ее связи с их химическими, фи­зическими и геометрическими свойствами.

В основу кристаллохимии положены сведения о про­странственном расположении атомов внутри кристалли­ческой структуры. Значительный вклад в развитие науки внес крупный норвежский ученый Гольдшмидт. Издавна многие ученые пытались связать внешнюю форму кри­сталлов с их внутренним строением, физическими и хи­мическими свойствами. Известны работы И. Кеплера, Р. Гука и Ломоносова, в которых делалась попытка объ­яснить внешние кристаллические формы заполнением их шаровыми частицами. Французский ученый Р. Ж- Гаюн выдвинул теорию строения кристаллического вещества. Он утверждал, что кристаллам одинакового состава со­ответствуют одинаковые по форме молекулы и, наоборот, кристаллам разного состава — различные формы. Сов­ременное развитие кристаллохимии стало возможным после открытия В. К- Рентгеном (1895) рентгеновских лучей и установления явления дифракции их в кристал­лах М. Лауэ в 1912 г.

Следует, однако, заметить, что Федоров еще за 27 лет до открытия рентгеновских лучей смог теоретически вы­вести законы построения кристаллов. В частности, им были выведены 230 пространственных групп симметрии кристаллов. Этот вывод был блестяще подтвержден пос­ле открытия рентгеновских лучей.

Данные кристаллохимии находят применение не толь­ко в геологических дисциплинах — кристаллографии, ми­нералогии, геохимии, учении о рудных месторождениях, но и в области современной химии, металлургии и дру­гих науках.

Закон распределения кристаллов по сингониям (закон Е. С. Федорова — П. Грота)

В результате огромной работы, проведенной Федоро­вым но изучению природных кристаллов, были выявлены интересные закономерности, устанавливающие связь между химическим составом и симметрией кристаллов. Федоров подметил, что с упрощением химического со­става кристаллического вещества повышается симметрия его кристаллов. Аналогичные наблюдения сделал немец­кий кристаллограф Грот.

В настоящее время известен закон, связывающий хи­мический состав и кристаллическую симметрию. Этот за­конза­кон, названный законом Федорова — Грота, гласит: про­стому химическому составу вещества соответствует вы­сокая симметрия его кристаллов. Чем сложнее состав, тем обычно ниже симметрия.

Известно, что наиболее симметричными являются кри­сталлы кубической и гексагональной сингонни. Значит большинство веществ простого состава должно кристал­лизоваться в этих спнгоииях В самом деле, химические элементы в виде самородных минералов кристаллизуют­ся в кубической сингонни--золото, платина, серебро, медь, алмаз. Графит кристаллизуется в гексагональной сингонни. Такие простые соединения, как пирит FeSj, га­ленит PbS, сфалерит ZnS, также имеют кубическую СИН­ЮШНО.Минералы сложного химического состава, такие, как силикаты (роговая обманка, авгит, слюды, нолевые шпаты и др.), кристаллизуются в сингоннях низшей ка­тегории. Среди органических соединений, характеризую­щихся, как правило, сложным составом, практически отсутствуют вещества кубической еннгоннн.

Однако из правила, приводимого выше, имеются ис­ключения. Например, сера кристаллизуется в низшей категории — в моноклинной и ромбической сингоннях, хотя и состоит из одного химического элемента, т. е. име­ет простой химический состав.

В природе преобладают минералы сложного химиче­ского состава. Поэтому следует ожидать среди них боль­шее количество кристаллов низшей категории но срав­нению с высшей и средней категориями.

Вопросу распределения кристаллов но сингониям по­священы многие работы современных ученых, в частно­сти, Л. С. Попаренных и И. П. Шафрановского •, Ниже iприведена таблица, обобщающая данные по раенределе-I иию минеральных видов с твердо установленными внда-' ми симметрии (табл. 5).

Анализируя табл. 5, можно сделать вывод, что нан-|, большее количество минералов приходится на моноклин-I ную еннгонню -393 (30%), а среди кристаллов моно-

А с Попаренных. О закономерности в распределении ыииералыых ВИДОВ но сишош.им, классам ОШМЦП венным группам. Минералогический сб. Львовского ун-та, л л»,I" К™ И. ШГафваковский. Очерки по минералогиче­ской кристаллографии. Л., Недра, 1974.

I4Ь

клинной СИНГОПИЯ наи­более распространены минералы планаксн-алыюго вида (Ь'²РС) их 351. Если сгруппи­ровать еингонин по ка­тегориям, то распреде­ление минералов будет еще нагляднее: низшая категория — 760 мине­ралов (57,5%). сред­няя категория — 377 (29,5%), высшая кате­гория—171 (13,0%). Шафрановский, рас­сматривая отношение общей суммы минера­лов низшей, средней и высшей категорий, на­шел, что оно составля­ет приближенно 4:2: 1.

Таким образом, за­кон Федорова — Грота подтверждается совре­менными данными по | расшифровке структур минералов.