Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Харгиттаи И. -> "Симметрия глазами химика" -> 121

Симметрия глазами химика - Харгиттаи И.

Харгиттаи И., Харгиттаи М. Симметрия глазами химика — М.: Мир, 1989. — 496 c.
ISBN 5-03-000276-6
Скачать (прямая ссылка): xagita.djvu
Предыдущая << 1 .. 115 116 117 118 119 120 < 121 > 122 123 124 125 126 127 .. 140 >> Следующая

Рис. 9-24.
«Пятиугольные снежинки». Компьютерный рисунок, любезно предоставленный Р. Маккеем, Лондон 1982 г.
Рис. 9-25.
С Ноаим
Годом I А.Шубкико!
Иллюстрация пентагональной симметрии. Новогоднее поздравление Шубникова с пентагональной мозаикой.
Глава 9
шестиугольной снежинкой Кеплера, которая была в новогоднем подарке [Ю].
Маккей [24] обращает внимание еще на одно ограничение в системе из 230 пространственных групп. Система содержит только те спирали, которые совместимы с трехмерными решетками. Все другие спирали, конечные в одном или двух измерениях, исключаются. Среди них присутствует ряд важных вирусных структур с икосаэдрической симметрией. Кроме того, существуют очень маленькие крупинки золота, структура которых не имеет его обычной кубической гранецентрирован-ной решетки. Они представляют собой скопления икосаэдров. Наиболее устойчивые конфигурации этих скоплений содержат 55 или 147 атомов золота. Но икосаэдрическая симметрия не рассмотрена в Международных таблицах, а кристаллы определены только в качестве бесконечных повторений.
Кристаллы исключительно ценны в плане изучения строения молекул. Кристалл является своеобразным усилителем, умножающим результат рассеяния рентгеновских лучей от одной молекулы на число молекул в образце, которое имеет порядок 1015. Большое число молекул сводит к минимуму возможность разрушения отдельных молекул под действием рентгеновского излучения. При анализе рентгенограмм выделяют дифракционные пятна и пренебрегают фоном. Фон образуется за счет излучения от поврежденных молекул или же молекул, не находящихся в узлах решетки. Хотя дефекты и нерегулярности могут быть важны, они обычно утрачиваются в ходе современного структурного анализа [24, 32].
Стоит, вероятно, указать, что в действительности каждый кристалл дефектен, даже если его единственный дефект заключается в том, что он огранен. Однако, если кристалл состоит только из десяти кубических элементарных ячеек, примерно половина из них лежит на поверхности и, таким образом, имеет окружение, которое сильно отличается от окружения другой половины. С точки зрения физики очень маленькие агрегаты не обладают свойствами кристаллов, хотя они могут быть идеально упорядочены. Маккей [24] предложил называть их кристаллоидами, дав следующие определения:
Кристалл. Элементарная ячейка, состоящая из одного или нескольких атомов либо других одинаковых компонентов, повторяется большое число раз под действием трех некопланарных трансляций. Соответствующие атомы в каждой элементарной ячейке имеют почти одинаковое окружение. Доля атомов, близких к поверхности, мала, и влиянием поверхности можно пренебречь.
Кристаллит. Небольшие кристаллы, единственный дефект которых заключается в существовании внешней поверхности. Можно полагать, что в решетке есть искажения, но она не сдвинута. Кристаллиты могут затем соединяться в мозаичные блоки.
Кристаллоид. Скопление атомов или других одинаковых составных частей, конечное в одном или более измерениях, находится в истинном
Симметрия в кристаллах
минимуме свободной энергии, в котором составные части не связаны друг с другом тремя трансляциями решетки.
Вышеприведенные представления ожидают дальнейшего развития в будущем, главным образом путем перевода их на более количественный уровень описания разных структурных проблем. Они отнюдь не умаляют большого значения 230 трехмерных пространственных групп и их широкую применимость. Как ожидается, эти представления в конечном счете помогут систематизировать и охарактеризовать те системы, с которыми трудно иметь дело из-за меняющейся степени их упорядоченности.
Проиллюстрируем необходимость такого подхода словами поэта-кристаллографа о полете сквозь облака [14]:
We cruise through the hydrosphere
Our world is of water, like the sea,
But the molecules more sparsely spread,
Not independent, not touching
But somewhere in between,
Clustering, crystallizing, dispersing
In the delicate balance of radiation
And the adiabatic lapse rate.
(Мы пронизываем гидросферу
Наш мир из воды подобен морю,
Только молекулы встречаются реже.
Они не независимы и не касаются,
А находятся где-то посередине,
Группируясь, кристаллизуясь и рассеиваясь,
В точном равновесии излучения
И адиабатического падения скорости.)
Симметрийные подходы, несомненно, будут играть важную роль в развитии, намеченном выше. Факты, выходящие за рамки идеальной системы, уже стали появляться [33]. Сравнительно недавно появилась электронографическая работа, посвященная исследованию метастабиль-ного твердого тела с дальним ориентационным порядком, но с икосаэдрической точечной группой [33а], вместе с теоретической статьей [336] о симметрии промежуточного состояния между кристаллом и жидкостью, называемого квазикристаллом с «квазипериодической» решеткой. Таким образом, «запрещенная» симметрия не только была построена теоретически (см. рис. 9-23 и 9-24) [26], но и найдена в реальном эксперименте*. Приведем подборку заголовков статей и комментариев, незамедлительно появившихся в печати, чтобы продемонстрировать важное значение сделанного открытия [ЗЗв]: «Предлагаемая теория нового вида вещества» («Нью-Йорк тайме»), «Идем к пятерной симметрии?» («Нейчур»), «Запрещенная пятерная симметрия
Предыдущая << 1 .. 115 116 117 118 119 120 < 121 > 122 123 124 125 126 127 .. 140 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed