text: кристалдардың барлық қасиеттерін олардың химиялык құрамы мен геометриялық құрылысы аркылы айыруға бағытталған ғылымды деп атайды. кристаллохимия бір жағынан физикалық химияға, екінші жағынан геохимияға байланысып жатқан бір тарауы болып табылады. кристаллохимия ғылымның жаңа бөлініп шыққан тарауы. оның кейбір идеялары кристаллография ғылымында ерте кезден шыға бастаған. мысалы, стено заңы, гаюи заңы, е.с.федоров еңбектері осы бас қадамдары деуге болады. алайда бұл ғылымның жеке бөлініп шығып, өз алдына ғылми атаққа ие бола бастауы кристалдардың ішкі структурасын зерттеу істеріне, яғни рентгендік әдіске байланысты. кристалдардың ішкі структурасын, оны құрайтын атомдардың араларын рентген сәулесі арқылы өлшеу әдісі шыққан соң сол структура мен кристалдың физикалық және химиялық қасиеттерін байланыстыруға мүмкіндік туды. осының негізінде о.гассельдің, және басқалардың атты еңбектері шықты (ол 1936—1937 жылдары орысшаға аударылған). жарыққа шығуымен байланысты «геохимия» ғылымы да жарыққа шықты (бұл жөніндегі в.м.гольдшмидт, в.и.вернадский, a.е.ферсман және баскалардың еңбектері жоғарыда айтылған). бұлармен қатар физикалық химия ғылымы дамып, көп мәселелерін жетілдірді. бұл жөнінде біраз еңбек сіңірді. рентген анализін қолданудың арқасында кристаллография ғылымының өзіне де көптеген жаңалықтар енді. сол жаңалықтар да көп әсерін тигізді. бұл жөнінде в.д кузнецов, a.в.шубников және басқалардың еңбектерін келтіруге болады. кристаллохимия жаңа ғана аяқ басып келе жатқан жас ғылым. біз бұл жерде тек сол ғылымның негізін ғана береміз. келешегі зор ғылым екендігін ескерте кетейік. сондықтан онын, негізін білу қазіргі табиғат ғылымдарынын, барлық тарауына кажет. aтом ядросының оң заряды мен оның сыртындағы электрон қабығының теріс заряды тең болатынын білеміз. егер ядро мен электрон қабығының заряды тең болмаса, онда атом зарядталған болады. зарядталған атомды ион дейді. теріс заряды артық ионды теріс зарядты ион немесе анион деп, оң заряды артық ионды оң зарядты ион немесе катион деп атайды. екі түрлі зарядты ион бір-біріне тартылатыны, аттас зарядтардың бір-бірінен қашықтауға тырысатыны бұрыннан мәлім. басқаша айтқанда, анион мен катион арасында тарту күші немесе тебу күші болады. екі ион арасындағы тарту күші мен тебу күші теңгерілгенде ғана тұрақты берік кристалдар құрылмақ бұл екі күштіқ теңгерілуінің өлшем бірлігі екі ионның центр арасындағы ара қашықтығы болмақ. жалпы алғанда кристалдар құрылысындағы топталған бөлшектердің центрлері арасындағы ара қашықтықтар сол бөлшектердің өз ара әсер күштерінің теңгерілген нәтижесін көрсетеді. кристалдар құраушы атомдар мен иондардың өз ара әсер күштері бірдей емес, олай болса олардың ара қашықтығы да бірдей емес, сондықтан кристалдардың структурасы да бірдей болмайды. демек, химиялық құрамы әр түрлі заттардың кристалдық құрылысы да әр түрлі болады. кристалдық құрылыстың ең басты элементі бөлшектердің ара қашықтығы. ара қашықтықты табу үшін әрбір атомның немесе ионның айналасында өзі әсер ететін меншікті өрісі бар деп есептеледі. осындай меншікті әсер өрісін атомдық немесе иондық сфера деп атайды. ал оның радиусын атомдық немесе иондық радиус дейді. сонымен, әрбір атомның (ионның) центрі көршілес атомның (ионның) сфера бетіне ең жақын келетін ара қашықтығы (немесе өрісі) атомдық (иондық) радиус болып табылады. осы түсініктер бойынша кристалл құраушы әрбір белшектерді (атомдарды, иондарды) шар деп алуға болады. ал кристалдың структурасы сол шарлардың өз ара орналасып қалану тәртібі деп қарастырылады. сонымен, атомдық (иондық) радиустар, бірінші жағынан, атомдардың табиғи қасиетіне байланысты болса, екінші жағынан, кристалдың геометриялық құрылысына байланысты. демек, атомдық (иондық) радиус кристаллохимия ғылымында ең негізгі шамалардың бірі болып табылады. рентген сәулесін қолдану арқылы осы шаманың табылуы ғылымға зор әсерін тигізді. бірдей бөлшектерден тұратын кристалл құрылысын, мысалы жеке элементтердің кристалдарын, алып қарастырайық. ондағы атомдардың барлығы бірдей, олардың сфералары да бірдей, сондықтан бірдей шарлардың тығыздалып орналасуын, яғни қалануын зерттейік. бірдей шарлардың тығыздалып қалануының екі түрлі әдісі бар. атомдардын, екі қабатының қалануында бұл екі әдістің бір-бірінен айырмашылығы болмайды. тек атомдардың үшінші қабаты орналасқанда ғана бұл әдістер шарлардың кубтық тығыз қалануы және шарлардың гексагондық тығыз қалануы болып екіге бөлінеді. осы екі түрлі қалану әдісін түсіндіру үшін мынадай мысал қарастырайық. егер горизонталь жазықтықта жатқан шарларды бір-біріне түйістіріп тығыз орналастыратын болсақ, онда бірінші тізбектегі шарлардың аралығына екінші тізбектегі шарлар келіп, шахмат қатарын құрған болар еді. әрбір үш шардың центрін түзу сызықпен қоссақ үш қабырғасы тең үшбұрыш, әрбір төрт шардың центрін түзу сызықпен коссақ ромб, әрбір алты шардың центрін түзу сызықпен қоссақ алты қырлы форма шығады. осы түрлі шұқыр жөнінде үшінші қабатты екі түрлі жағдайда орналастыруға болады. үшінші қабаттағы шарлар тесік шұқырлардың үстіне тура, келсе, онда кубтық тығыз қалану болады. ал үшінші қабаттағы шарлар бітеу шұқырлардың үстіне тура келсе, онда гексагондық тығыз калану болады. кубтық тығыз қаланғанда шарлардың центрлері бірінің үстіне бірі дәл келетін қабаттардың араларында екі аралық қабат болады. гексагондық тығыз қаланғанда жұп қабаттардың шарлары бірінің астына бірі дәл келіп отырады; ал тақ қабаттардың шарлары да солай орналасқан. демек, мұнда бір аралық қабат болады. көп элементтердің структурасы осы айтылған екі формада болатыны жоғарыда айтылды. мысалы, кубтық тығыз қалану (жақ орталықты куб) түрінде құрылған металдарға мыс, күміс, платина, алтын т. б. жатады. гексагондық тығыз қаланған элементтерге жататындар: бериллий, магний, мырыш т. б. тығыз қалану структурасы тек жеке элементтерде ғана емес, сонымен қатар күрделі қосындыларда да көп кездеседі. мысалы ірі сфералы иондар (көбінесе аниондар) өз ара тығыз каланғанда, олардың араларындағы бос орындарға ұсақ сфералы иондар (көбінесе катиондар) орналасады. ірі сфералар араларындағы бос орындарды негізінде екі түрге бөледі: тәрт шардын, арасындағы «тетраэдрлік қуыстар», алты шардың арасындағы «октаэдрлік қуыстар». тығыз қаланған шарлардың саны мен октаэдрлік қуыстардың саны бірдей болады, тетраэдрлік қуыстардың саны шарлардың санынан екі есе артық келеді. структура құрушы бөлшектердің кеңістікте өз ара орналасуын оңай түсіндіру үшін «координацкялық сан» деген ұғым енгізіледі. әрбір атомның айналасында бірдей қашықтықта орналасқан ең жакын атомдардың санын сан деп атайды. жоғарыда айтылған кубтық және гексағондық тығыз қалану әрбір атомның айналасында бірдей қашықта орналасқан 12 атом болады. олай болса бірдей шарлардың тығыз қалану координациялық сан 12. мысалы, мыс, күміс, алтын сияқты кубтық структуралы металдардың немесе магний, мырыш сияқты гексагондық структуралы металдардың әрбір атомдарының айналасында бірдей қашықтықта орналасқан 12 атом болады. структура құрушы шарлардың радиустары әр түрлі болып келсе, оларды тығыздап қалау заңы басқаша болады. мұндай жағдайда координациялық сан структураға кіретін аниондар мен катиондардың радиус айырмаларына байланысты. анион мен катионның радиустары неғұрлым бір-біріне жақындай берсе, координациялық сан да соғұрлым көбейе береді. керісінше, осы иондардың радиус айырмасы неғұрлым қашықтай берсе, координациялық сан да соғұрлым азая береді. кристалдық симметриялық решетка заңы бойынша координациялық сандар көбінесе 2, 3, 4, 6, 8, 12 болады. аниондар мен катиондар радиусының қандай болғанда координациялық сан қанша болатынын геометриялық жолмен шығаратын ереже бар (магнус ережесі, 1922). катион шардың радиусын rк әрпімен, аниондікін ra әрпімен белгілейік. мысалы, катионның айналасында октаэдрдың бұрыштары сияқтанып қоршаған анион бар, яғни онын, координациялық саны 6. мұндағы квадраттың қабырғасы 2ra 2rк, диагоналы 2ra 2ra болады, демек: (2ra 2rк)=4rк. кейінгі теңдікті қысқартып, ықшамдағанда ra rк 1=0,41 координациялық саны алтыға тең структураның тұрақты шегі осы көрсетілген екі шаманың бірі, яғни 0,41 немесе 2,41 саны болып табылады. кейбір заңдарыкристалдардың структуралық типтеріизоморфизмполиморфизмдереккөздер==