1

Основные вехи истории кристаллохимии. Кристаллохимия среди других наук о веществе. Основные задачи кристаллохимии.

2

Свойства атомов, важные для кристаллохимии: угловая форма орбиталей, орбитальные радиусы, потенциалы ионизации и сродство к электрону, орбитальные электроотрицательности , поляризуемость, кислотно-основные свойства.

3

Структурные особенности разных типов связи: ионной, ковалентной, металлической , ван-дер-ваальсовой

4

Переходные типы химической связи в кристаллах. Степень ионности химической связи и разность электроотрицательностей. Структуры кристаллов , переходные от ионных к ковалентным.

5

Строение электронных оболочек атомов (их протяженность, угловая ориентация). Орбитальные радиусы атомов и ионов. Лантаноидное сжатие.

6

Остаточная (вандерваальсова) связь. Вандерваальсовы радиусы. Молекулярные кристаллы.

7

Водородная связь. Строение кристаллогидратов. Структура льда. Структуры гидрооксидов и слоистых силикатов.

8

Понятие об электроотрицательности. Шкала электроотрицательности Полинга. Связь электроотрицательности с потенциалом ионизации и сродством к электрону (формула Малликена). Степень ионности связи и разность электроотрицательностей.

9

Поляризуемость атомов и ионов. Ее связь с размерами атомов и ионов. Слоистые структуры как результат поляризации анионов. Структуры гидрооксидов.

10

Структуры гомодесмические и гетеродесмические. Структурные мотивы, примеры структур с разными мотивами.

11

Ионная связь. Энергия решетки ионных кристаллов. Формулы Борна, Капустинского, ЭКи и ВЭКи Ферсмана. Современное состояние вопроса.

12

Энергия связи в кристаллах: энергия решетки, энергия атомизации. Потенциальная кривая химической связи.

13

Металлическая связь. Радиусы Металлических атомов. Основные структуры металлов.

14

Структуры, переходные между металлическими и ковалентными.

15

Координационные полиэдры и координационные числа. Связи между координационными числами разных атомов в структуре. Среднее координационное число.

16

Структурный тип. Изоструктурность, изотипность, структурный класс. Гомеотипия.

17

Распределение электронной плотности и 'кристаллические' радиусы атомов. Сжатие аниона и расширение катиона в кристаллическом поле.

18

Эффективные заряды атомов в кристалле и методы их определения

19

Построение периодической системы элементов: принцип Паули, правило Гунда.

20

Потенциалы ионизации и сродство к электрону. Периодическая зависимость от порядкового номера Z. Химические свойства и классификация элементов: металлы, полуметаллы и неметаллы.

21

Диполь-дипольные взаимодействиия. Поляризация аниона в низкосимметричных позициях структуры (пример: O в структуре шпинели). Причина образования слоистых структур: структурные типы CdI₂ и MoS₂

22

Ионы переходных металлов в кристаллическом поле. Расщепление d-электронов в октаэдрическом окружениях. Энергия стабилизации в кристаллическом поле. Радиусы ионов переходных металлов в высокоспиновом и низкоспиновом состояниях.

23

Кислотно-основные свойства атомов и ионов

24

Соотношение между атомными и ионными радиусами

25

Орбитальные радиусы и орбитальные электроотрицательности атомов и ионов.

26

Изоморфизм, определение, история открытия и изучения. Классификация.

27

Классические правила изоморфизма (Вегарда, полярности, диагональных рядов, эвезды изоморфизма).

28

Основы количественной теории изоморфизма. Принципы расчета областей распада изоморфных смесей. Правила изоморфизма с точки зрения количественной теории : полярность (ассиметрия области распада), влияние общей структурной единицы и т.д.

29

Изоморфные ряды. Роль лантанидного сжатия в изоморфизме.

30

Внешние и внутренние факторы изоморфизма : роль различия свойств атомов (ионов), влияние температуры и давления на смесимость.

31

Основные физико-химические принципы теории изоморфизма: роль энтропии и энтальпии смешения. Критическая температура распада и ее связь с энергией смешения.

32

Структурная классификация полиморфизма.

33

Полиморфизм: определение, история открытия и изучения, классификация

34

Политипизм. Отличие от полиморфизма. Основные способы обозначения. Примеры.

35

Изменение симметрии кристалла при изменении T и P. Координационные правила полиморфизма.

36

Основной закон кристаллохимии в формулировке Гольдшмидта и его современное понимание.

37

Структурная гомология. Производные и вырожденные структуры.

38

Структуры фаз вычитания и внедрения.

39

Структурная гомология силикатов

40

Структурная гомология халькогенидов

41

Структурная гомология оксидов и фторидов

42

Отличия идеальных и реальных кристаллов. Классификация дефектов структуры

43

Эффект улавливания микропримеси и его кристаллохимическое объяснение.

44

Основные принципы конструирования пробных структур заданного состава.

45

Методы уточнения пробных структур заданного состава.

46

Современные методы компьютерного моделирования кристаллических структур.

47

Локальный баланс валентностей (второе правило Полинга), примеры.

48

Морфотропия, ее закономерности и их кристаллохимические причины (отношение радиусов катиона и аниона, поляризуемость и т.п.

49

Элементы теории кристаллического поля. Предпочтение иона переходного металла к октаэдру или тетраэдру. Спиновое состояние.

50

Фактор толерантности и модельные структуры Гольдшимдта. Примеры.

51

Критерии устойчивости структурных типов ковалентных кристаллов: правила Юма-Розери, Гримма-Зоммерфельда, Пирсона, Белова.

52

Основные категории кристаллохимии и соотношения между ними. 'Тетраэдр' кристаллохимии.

53

Эффективные радиусы ионов. Критерии вывода радиусов Ланде, Гольдшимдта, Полинга.

54

Зависимость ионного радиуса от заряда, координационного числа, спинового состояния.

55

Периодические зависимости ионных радиусов. Лантаноидное сжатие.

56

Атомные и ковалентные радиусы. Их периодические зависимости.

57

Ван-дер-ваальсовы радиусы.

58

Структурные единицы кристалла. Мотив структуры. Кристаллохимические формулы.

59

Критерии устойчивости структур ионных кристаллов. Правила Магнуса-Гольдшимдта, Полинга.

60

Кристаллохимия сульфатов

61

Кристаллохимия боратов

62

Кристаллохимия карбонатов

63

Структура льда и кристаллогидратов (гипс)

64

Структура никелина NiAs и роль взаимодействий металл-металл в ее стабильности и свойствах.

65

Структуры каркасных силикатов (полиморфные модификации SiO₂ и цеолиты).

66

Кристаллохимия полевых шпатов.

67

Кристаллохимия слоистых силикатов.

68

Кристаллохимия ленточных силикатов.

69

Кристаллохимия цепочечных силикатов.

70

Силикаты с островными кремнекислородными комплексами.

71

Структурные типы силикатов с изолированными тетраэдрами SiO₄.

72

Структуры сульфосолей

73

Сульфиды неполновалентных элементов (реальгар, аурипигмент, антимонит).

74

Сульфиды с кластерными полиэдрическими группами.

75

Структуры дисульфидов (пирит, арсенопирит).

76

Тетраэдрические структуры сульфидов (сфалерит, вюртцит и их производные).

77

Структурные типы самородных металлов.

78

Структуры элементов YII, YI и Y групп Периодической системы.

79

Структурные типы элементов Yгруппы Периодической системы.

80

Структурные типы интерметаллидов.

81

Структурные типы галогенидов.

82

Структурные типы гидрооксидов и оксидов алюминия и железа (гиббсит-бемит-диаспор-корунд). Структура ильменита.

83

Каркасные и слоистые структуры минералов железо-марганцевых конкреций.

84

Структурные типы сложных оксидов (пирохлор, шпинель, перовскит).