|
|
Основные задачи курса:
- Получение студентами представлений о современном состоянии исследований строения минералов и синтетических соединений на электронном уровне, позволяющих рассмотреть, используя новые нетрадиционные представления, основные кристаллохимические концепции, такие, как ионный радиус, химическая связь, степень ионности - ковалентности связи, заряды на атомах, вопросы минералогических классификаций, изоморфизма, влияния кристаллического поля лигандов.
Содержание курса:
- Основные представления о строении атома и химической связи: уравнение Шредингера, формы орбиталей, правила их перекрывания и s и p-связи, остовные и валентные электроны, sp2- и sp3-гибридизации, правила Гиллеспи, представление о методе Хартри-Фока.
- Определение химической связи из электронной плотности и характеристики связи по картам ЭП: ряд Фурье, преобразование Фурье, критерий Коппенса, понятие деформационной ЭП
- Требования к эксперименту:поправки в I(hkl), прецизионное эксперименты для берилла, кордиерита, диоптаза, турмалина, топаза. Типы функций ЭП: полная, деформационная, валентная, полный и деформационный потенциал, Лапласиан от r, мультипольная, карты ошибок.
- Влияние кристаллического поля на перераспределение 3d электронов атомов: кубическое поле тетраэдра и октаэдра (шпинели), гексагональное поле октаэдра (пирит, кордиерит, Ti2O3, V2O3, Fe2O3), низкосимметричные поля и аппроксимация высокой симметрии (эффект Яна-Теллера в диоптазе и азурите).
- Характеристики химических связей на примерах исследований силикатов: берилл, кордиерит, диоптаз, топаз, турмалин, датолит, sp3-гибридизация в SiO4-тетраэдре, накопление ЭП на мостиковых атомах О, различие электроотрицательностей и электронного строения в рядах Be, B, Al, Si , определение степени ионности связи.
- Исследование водородных связей из карт dr: берилл, диоптаз, турмалин, датолит,
ЭП молекулы вода, неподеленные пары, бифуркированная связь.
- Изоморфизм и микроизоморфизм из ЭП: берилл-изумруд-аквамарин, датолит,
принцип определения примеси, достижимый уровень и погрешности определения
- Метод псевдоатома: мультипольная ЭП в модели Хансена-Коппенса, основное выражение, выбор кординатных систем, примеры расчетов, особенности карт.
- Заряды на атомах из данных ЭП в том числе мультиполей: принцип определения, недостижимость теоретических валентных состояний атомов в кристалле, оценки реальных зарядов из современных определений, степень ионности связи Si-O.
- Топологические подходы Р.Бейдера:определение химической связи через топологию r, бассейны атомов, линии связи, точки перегиба, закрыто-оболочечные (ионные) и разделенные (ковалентные) взаимодействия, ионность-ковалентность связи. Примеры расчетов Лапласиана от r в силикатах
Формы и сроки контроля:
- 9 семестр - экзамен Билеты к экзамену
Справочный материал
- У.Файф 'Введение в геохимию твердого тела', М.,Мир, 1967.
- Р.Гиллеспи 'Геометрия молекул', М,Мир, 1975.
- Дж. Кемпбелл 'Современная общая химия',т.1, М.Мир, 1975.
- Л. Полинг'Природа химической связи',М, Госхимиздат,1947ю
- А.С. Марфунин'Введение в физику минералов', М,Недра,1974.
- Г.Пиментел, Р.Спратли 'Как квантовая механика объясняет химическую связь'М,Мир, 1973.
- В.С.Урусов'Теоретическая кристаллохимия' М,МГУ,1987.
- Итоги науки и техники, сер.Кристаллохимия, т.20, Электронная кристаллохимия. М., 1986, изд.ВИНИТИ
- Итоги науки и техники, сер.Кристаллохимия, т.27, Химическая связь и тепловое движение атомово в кристаллах. М., 1993, изд.ВИНИТИ
- Gibbs G.V., Hill F.C., Boisen M.B. Jr., Phys. Chem. Min. 24, (1997) p.167-178.
- Белоконева Е.Л. Успехи химии, 68, (4). 1999, с.331-348.
Лектор:
|
|