Символьное описание структурных типов кристаллов
Аннотация
Представлен обзор работ по кристаллохимическим особенностям строения и способам описания структурных типов кристаллов. Предложена универсальная система символьного описания структурных типов кристаллов и модулярных структур с помощью структурных кодов. В основу структурного кода заложено описание геометрии и топологии базового модуля типа структуры. Структурные коды предназначены для идентификации и систематизации структурного типа веществ, в том числе, веществ в неавтономном состоянии, формализации топологических преобразований структур с использованием сетки генетических взаимосвязей, определения новых генетических взаимосвязей между структурами и определения структурных модулей, которые могут быть использованы для модулярного дизайна, а также получения и описания соответствующих им модулярных структур.
Ключевые слова
базовый структурный модуль,
структурный тип кристаллов,
модулярные структуры,
структурные коды кристаллов,
неавтономные фазы
При поддержке: Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» (ГК № 16.516.11.6073)).
Об авторах
В. В. Иванов
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
Россия
Россия
Новочеркасск
В. М. Таланов
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
Россия
Россия
Новочеркасск
В. В. Гусаров
Санкт-Петербургский технологический институт (технический университет); Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН
Россия
Россия
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Гольдшмидт В.М. Кристаллохимия — Л.: ОНТИ, 1937. — 61 с.
2. Белов Н.В. Структура ионных кристаллов и металлических фаз — М.: Изд-во АН СССР, 1947. — 237 с.
3. Ормонт Б.Ф. Структуры неорганических веществ — М.;Л.: Гостехиздат, 1950. — 968 с.
4. Бокий Г.Б. Кристаллохимия — М.: Наука, 1960. — 358 с.
5. Белов Н.В. Очерки по структурной минералогии — М.: Недра, 1986. — 360 с.
6. Уэллс А. Структурная неорганическая химия. В 3-х томах — М.: Мир, 1987/88. — Т.1, 408 с.; Т.2, 696 с.; Т.3, 564 с.
7. Брэгг У., Кларингбулл Г. Кристаллическая структура минералов — М.: Мир, 1967. — 391 с.
8. Вайнштейн Б.К., Фридкин В.М., Инденбом В.М. Современная кристаллография. Т.2. Структура кристаллов — М.: Наука, 1979. — 360 с.
9. Смирнова Н.Л. О структурных типах при плотной упаковке атомов. Возможные структурные типы при составе АВ3 // Кристаллография. — 1956. — Т. 1, № 2. — С. 165–170.
10. Смирнова Н.Л. О структурных типах при плотной упаковке атомов. Возможные структурные типы при составе АВ4 // Кристаллография. — 1956. — Т. 1, № 5. — С. 502–505.
11. Смирнова Н.Л. Возможные сверхструктуры при размещении атомов по местам плотнейшей упаковки // Кристаллография. — 1959. — Т. 4, Вып. 1. — С. 13–19.
12. Крипякевич П.И. Неплотнейшие упаковки плотнейших слоев // Кристаллография. — 1973. — Т. 18, Вып. 4. — С. 730–736.
13. Lima-de Faria J., Figueiredo M.O. A table relating simple inorganic close-packed structure types // Z. Kristall. — 1969. — Bd. 130. — S. 41–53.
14. Смирнова Н.Л., Вассерман Е.И. Штрих-диаграммы кристаллических веществ. Структурные типы кубической системы из инвариантных гиттеркомплексов // Кристаллография. — 1970. — Т. 15, Вып. 5. — С. 907–912.
15. Крипякевич П.И. Структурные типы интерметаллических соединений — М.: Наука, 1977. — 288 с.
16. Музер Е., Пирсон В. Полупроводниковые вещества — М.: Иностранная литература, 1960. — 124 с.
17. Нараи–Сабо И. Неорганическая кристаллохимия — Будапешт: Изд–во АН Венгрии, 1969. — 504 с.
18. Гладышевский Е.И. Кристаллохимия силицидов и германидов — М.: Металлургия, 1971. — 296 с.
19. Пирсон У. Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. В 2–х томах — М.: Мир, 1977. — Т. 1. 420 с.; Т. 2. 476 с.
20. Горюнова Н.А. Химия алмазоподобных полупроводников — Л.: ЛГУ, 1963. — 221 с.
21. Parthe E. CityplaceCrystal Chemistry of Tetrahedral Structures — New York: Acad. Press., 1964. — 349 p.
22. Порай-Кошиц М.А., Атовмян Л.О. Кристаллохимия и стереохимия координационных соединений молибдена — М.: Наука, 1974. — 232 с.
23. Асланов Л.А. Строение атомов, молекул, кристаллов — М.: МГУ, 1985. — 121 с.
24. Зоркий П.М. Симметрия молекул и кристаллических структур — М.: МГУ, 1986. — 232 с.
25. Урусов В.С. Теоретическая кристаллохимия — М.: МГУ, 1987. — 276 с.
26. Урусов В.С., Дубровинская Н.А., Дубровинский Л.С. Конструирование вероятных кристаллических структур минералов — М.: МГУ, 1990. — 128 с.
27. Corter E.W. Classification, representation and prediction of crystal structures of ionic compounds // J. Solid State Chem. — 1970. — No.1. — P. 279–305.
28. Урусов В.С. Энергетическая кристаллохимия — М.: Наука, 1975. — 336 с.
29. Урусов В.С. Структурный тип и родственные ему понятия кристаллохимии // Кристаллография. — 2009. — Т. 54, № 5. — С. 795–804.
30. Таланов В.М. Энергетическая кристаллохимия многоподрешеточных кристаллов — Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1986. — 160 с.
31. Смирнова Н.Л. Катионные мотивы гомологических структурных классов корунда, шпинели, амезита // Кристаллография. — 2003. — Т. 48, № 2. — С. 203–211.
32. Смирнова Н.Л. О сетках Кеплера-Шубникова // Кристаллография. — 2009. — Т. 54, № 5. — С. 789–794.
33. Илюшин Г.Д., Демьянец Л.Н. Германаты четырехвалентных металлов. Итоги науки и техники. Кристаллохимия — М.: ВИНИТИ, 1989. — 176 с.
34. O’Keeffe M., Eddaoudi M., Li H., Reineke T.M., Yaghi O.M. Frameworks for Extended Solids: Geometrical Design Principles // J. Solid State Chem. — 2000. — V. 152. — P. 3–20.
35. Ferey G. Building Units Design and Scale Chemistry // J. Solid State Chem. — 2000. — V. 152. — P. 37–48.
36. Смирнова Н.Л. Комбинаторный анализ кристаллов // Кристаллография. — 2004. — Т. 49, № 4. — С. 628– 633.
37. Галиулин Р.В. Геометрическая кристаллография — М.: Наука, 1984. — 136 с.
38. Гусаров В.В. Термодинамика систем сопряженных и пространственно разделенных регулярных фаз переменного состава // Сборник тезисов докладов VI Всесоюзного совещания по изоморфизму. Звенигород. АН СССР. — 1988. — С. 64.
39. Gusarov V.V., Popov I.Yu. Flows in two-dimensional nonautonomous phases in polycrystalline systems // Nuovo Cim. D. — 1996. — V. 18D, № 7. — P. 1834–1840.
40. Гусаров В.В. Статика и динамика поликристаллических систем на основе тугоплавких оксидов // Автореф. дисс. д.х.н. — СПб, 1996. — 44 с.
41. Смирнова Н.Л. О моделировании кристаллических структур и росте кристаллов // Кристаллография. — 2005. — Т. 50, № 1. — С. 16–18.
42. Борисов С.В. Геометрический дизайн в неорганической кристаллохимии // Кристаллография. — 2000. — Т. 45, № 5. — С. 779–783.
43. Малеев А.В. Генерация молекулярных структур Браве методами дискретного моделирования упаковок // Кристаллография. — 2001. — Т. 46, № 1. — С. 19–24.
44. Малеев А.В. Генерация структур молекулярных кристаллов с двумя молекулами, связанными центром инверсии, в примитивной элементарной ячейке // Кристаллография. — 2002. — Т. 47, № 5. — С. 797–801.
45. Рау В.Г., Журавлев В.Г., Рау Т.Ф., Малеев А.В. Морфогенез кристаллических структур в методе дискретного моделирования упаковок // Кристаллография. — 2002. — Т. 47, № 5. — С. 793–796.
46. Малеев А.В., Житков И.К., Рау В.Г. Генерация кристаллических структур гетеромолекулярных соединений методом дискретного моделирования упаковок // Кристаллография. — 2005. — Т. 50, № 5. — С. 788–796.
47. Илюшин Г.Д. Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах — М.: УРСС, 2003. — 376 с.
48. Ilyshin G.D., Blatov V.A., Zakutkin Yu.A. Crystal chemistry of orthosilicates and their analogs: the classification by topological types of suprapolyhedral structural units // Acta Cryst. B. — 2002. — V. 58. — P. 948–964.
49. Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия: концепции и перспективы — Новосибирск: Наука, 1998. — 334 с.
50. Бульенков Н.А., Тытик Д.Л. Модульный дизайн икосаэдрических металлических кластеров // Известия Академии наук. Серия хим. — 2001. — № 1. — С. 1–19.
51. Krivovichev S.V. Crystal structures and cellular automata // Acta Cryst. A. — 2004. — V. 60. — P. 257–262.
52. Ferey G. Building Units Design and Scale Chemistry // J. Solid State Chem. — 2000. — V. 152. — P. 37–48.
53. Таланов В.М. Теоретические основы естественной классификации структурных типов // Кристаллография. — 1996. — Т. 44, № 6. — С. 979–997.
54. Ferraris G., Makovicky E., Merlino S. Crystallography of Modular Structure — IUC Oxford Science Publications, 2008. — 370 p.
55. Иванов В.В., Таланов В.М. Принцип модулярного строения кристаллов // Кристаллография. — 2010. — Т. 55, № 3. — С. 385–398.
56. Иванов В.В., Таланов В.М. Алгоритм выбора структурного модуля и модулярный дизайн кристаллов // Журнал неорганической химии. — 2010. — Т. 55, № 6. — С. 980–990.
57. Иванов В.В. Комбинаторное моделирование вероятных структур неорганических веществ — Ростов-наДону: Изд-во СКНЦ ВШ, 2003. — 204 с.
58. Иванов В.В., Таланов В.М. Модулярное строение наноструктур: Информационные коды и комбинаторный дизайн // Наносистемы: физика, химия, математика. — 2010. — Т. 1, № 1. — С. 72–107.
59. Пащенко Н.В., Таланов В.М. Классификация и свойства структурных состояний кристаллов. 1. Кристаллографические условия возникновения экстраординарных и иррациональных структурных состояний // Кристаллография. — 1995. — Т. 40, № 6. — С. 973–981.
60. Пащенко Н.В., Таланов В.М. Классификация и свойства структурных состояний кристаллов. 2. Кристаллографические условия возникновения изосимметрийных, энантиоморфных и антиизоструктурных состояний // Кристаллография. — 1995. — Т. 40, № 6. — С. 982–988.
61. Таланов В.М., Федорова Н.В. Классификация и свойства структурных состояний кристаллов. 3. Графы смежности // Кристаллография. — 1997. — Т. 42, № 3. — С. 389–393.
62. Таланов В.М., Федорова Н.В. Применение кристаллогеометрической теории структурных состояний вещества к описанию структурных превращений в группе 32 // Кристаллография. — 1997. — Т. 42, № 3. — С. 394–398.
63. Таланов В.М., Федорова Н.В. Тонкая структура фундаментальных областей точечных групп симметрии // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. — 1999. — № 3. — С. 70–76.
64. Таланов В.М., Федорова Н.В. Периодическая система структурных элементов фундаментальных областей точечных групп симметрии // ЦИКЛЫ: Материалы 1-ой Междунар. конф. Сев.-Кавк. гос. техн. ун-т. — 1999. — Ч. 1. — С. 61–71.
65. Fisher W., Вurzlaff H., Hellner E., Donney J. U.S. Space groups and lattice complexes — Dep. Commer., Nat. Bur. Stand. — Washington, 1973. — 178 p.
66. Лифшиц Е.М. К теории фазовых переходов второго рода // Журнал теоретической и экспериментальной физики. — 1991. — Т. 11. — С. 255–268.
67. Изюмов Ю.А., Сыромятников В.Н. Фазовые переходы и симметрия кристаллов — М.: Наука, 1984. — 248 с.
68. Гуфан Ю.М. К теории фазовых переходов, характеризуемых многокомпонентным параметром порядка // Физика твердого тела. — 1971. — Т. 13, № 1. — С. 225–230.
69. Сахненко В.П., Таланов В.М., Чечин Г.М. Теоретико-групповой анализ полного конденсата, возникающего при структурных фазовых переходах // Физика металлов и металловедение. — 1986. — Т. 62, № 5. — С. 847–856.
70. Baerlocher C., Meier W.M., Olson D.H. Atlas of zeolite framework types — Elsevier, Amsterdam, 2001. — 302 p.
71. Ohrstrom L., Larsson K. Molecule-based materials. The structural Network Approach — Elseiver, 2005.
72. Levine D., Steinhardt P.J. Quasicrystals. I. Definition and structure // Phys. Rev. B. — 1986. — V. 34, No. 2. — P. 596–616.
73. Socolar J.E.S., Steinhardt P.J. Quasicrystals. II. Unit-cell configuration // Phys. Rev. B. — 1986. — V. 34, No. 2. — P.617–647.
74. Janot Ch., Dubois J.-M., De Boissien M. Quasiperiodic structures: Another type of long-rang order for condensed matter // Am. J. Phys. — 1989. — V. 57, No. 11. — P. 972–987.
75. Steurer W. The structure of Quasicrystals // Z. Krist. — 1990. — V. 190. — S. 179–234.
76. Mackay A.L. Quasi-crystals and amorphous materials // J. Non-Crystalline Solids. — 1987. — V. 97/98. — P. 55–62.
77. Иванов В.В., Таланов В.М. Механизм превращения фазы со структурой типа шпинели в ромбическую Fddd-фазу // Неорганические материалы. — 1995. — Т. 31, № 2. — С. 258–261.
78. Иванов В.В., Таланов В.М. Структурное моделирование ромбически искаженной фазы для твердых растворов Cu2−xNixCr2O4 // Неорганические материалы. — 1995. — Т. 31, № 1. — С. 107–110.
79. Иванов В.В., Таланов В.М., Шабельская Н.П. Фазообразование в системе NiFe2O4—NiCr2O4—CuCr2O4 // Неорганические материалы. — 2001. — Т. 37, № 8. — С. 990–996.
80. Иванов В.В., Таланов В.М., Гусаров В.В. Информация и структура: Модульный дизайн двумерных наноструктур и фрактальных решеток // Наносистемы: физика, химия, математика. — 2011. — Т. 2, № 3. — С. 121–134.
Рецензия
Для цитирования:
Иванов В.В., Таланов В.М., Гусаров В.В. Символьное описание структурных типов кристаллов. Наносистемы: физика, химия, математика. 2012;3(4):82-100.
For citation:
Ivanov V.V., Talanov V.M., Gusarov V.V. Symbolical Description of Structural Types of Crystals. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2012;3(4):82-100. (In Russ.)
Просмотров:
11
Послать статью по эл. почте 