Московский государственный университет им. Ломоносова 
 Геологический факультет
Домой Написать письмо
Информация о кафедре
Исторический обзор
Cтраничка памяти
Сотрудники, аспиранты
Научная работа
Публикации сотрудников
Аспирантура
Магистратура
Информация для студентов
Учебный план
Учебные курсы
Учебные пособия
Практики
Абитуриенты
Новости
Конференции
Полезные ресурсы
Коммерческие предложения
Locations of visitors to this page
Наш партнер - центр интерактивных образовательных технологий МГУ

Профком Геологического факультета МГУ

Инновационный центр Популярная геология - партнер кафедры


Рейтинг@Mail.ru
Исторический обзор

Список выпускников

Воспоминания (1,09 Mb)
Кафедра кристаллографии и кристаллохимии организационно оформилась в октябре 1949 г.

В октябре 1949 г. (была выделена из состава кафедры минералогии). Ее появление лишь номинально подытожило процесс становления кристаллографии как самостоятельной учебно-научной дисциплины в стенах Московского университета. Основателем и руководителем ее стал известный ученый - кристаллограф, профессор Георгий Борисович Бокий. Появление ее в этом году лишь номинально подытожило процесс становления кристаллографии как самостоятельной учебно-научной дисциплины в стенах Московского университета, начавшийся с момента прихода в МГУ для заведования кафедрой минералогии в 1890 г. В.И. Вернадского и развивавшийся в последующие годы Ю.В. Вульфом, Е.Е. Флинтом, Б.Н. Делоне, А.В. Шубниковым, Г.Б. Бокием. Кафедра насчитывала тогда всего шесть членов: зав. кафедрой проф. Г.Б. Бокий, доц. Г.М. Попов, ст. преп. М.А. Порай-Кошиц, асс. Ю.Г. Загальская и Е.А. Победимская и ст. лаб. Н.А. Порай-Кошиц.

Основные учебные курсы затрагивали различные разделы тогдашней кристаллографии и кристаллохимии (включая рентгеноструктурный анализ). Тех же вопросов касались и научные исследования, проводившиеся с первых дней жизни кафедры и дополнявшие учебные курсы. Территориальные условия для занятий и работы были весьма ограниченными. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что в одной комнате наряду с рентгеновской установкой размещались гониометрические кабины, фотокомната и рабочие места всех сотрудников кафедры. Однако, молодость и оптимизм помогали преодолевать временные трудности и способствовали успешному развитию нашей кафедры.

С первых дней и в течение многих лет курс рентгеноструктурного анализа, как основной метод познания тонкой структуры кристаллического вещества, читал М.А. Порай -Кошиц. Позднее этот курс перешел к Е.А. Победимской, которая еще с 1949 г. ему ассистировала. В 1951 г. вышел первый учебник «Практический курс рентгеноструктурного анализа», авторами которого стали Г.Б. Бокий и М.А. Порай-Кошиц. Позже вышел в свет второй том учебника, написанный уже одним М.А. Порай-Кошицем. Этот учебник до сих пор остается классическим пособием для студентов. Для чтения лекций по курсам геометрической кристаллографии, кристаллооптики, рентгенофазового анализа и для руководства практическими занятиями Г.Б. Бокием в 1949 г. был приглашен из Ленинграда доц. Г.М. Попов, который с исключительным блеском вел свои занятия. Учебник по кристаллографии, написанный Г.М. Поповым совместно с И.И. Шафрановским и выдержавший пять изданий (последнее в 1972 г.), переведен на языки бывших союзных республик СССР и стран народной демократии, пользуется большой популярностью и остается настольной книгой для студентов и слушателей факультета.

Научные интересы самого Г.Б. Бокия охватывали широкий круг вопросов, но концентрировались на любимом детище - кристаллохимии. Об этом свидетельствует вышедшие одно за другим два издания обширного курса Г.Б. Бокия «Введение в кристаллохимию». Об этом свидетельствует и большой научный труд «Кристаллические структуры арсенидов, сульфидов, сульфоарсенидов и их аналогов» (1964 г.), в котором приняли участие все ведущие сотрудники кафедры.

Кафедра кристаллографии и кристаллохимии с самого начала своего существования стала одним из мировых центров регистрации отснятых структур, где собирались все данные по структурным работам в стране и передавались далее в международные справочники, издаваемые комиссиями, постоянными членами которых и по сей день являются Г.Б. Бокий и его ближайшая помощница в этом деле Н.Л. Смирнова.

Научным единомышленником Г.Б. Бокия с первых дней стала выпускница химического факультета МГУ Ю.Г. Загальская. Она всю свою творческую жизнь посвятила преподаванию теоретической кристаллохимии, включая пространственные группы симметрии и конкретные кристаллические структуры от самых простейших до сложных силикатных структур.

С переездом в 1953 г. в прекрасное здание на Ленинских горах на кафедре появилась возможность для расширения лабораторной базы. Помимо рентгеновской аппаратуры, на кафедре появился прибор для инфракрасной спектроскопии, послуживший базой для научных работ по исследованию минеральных веществ. Основным сотрудником, интересы которого лежали в области ИК-спектроскопии, стала И. И. Плюснина.

Воспоминания (46,5 Kb)
В 1961 г. кафедру возглавил академик Николай Васильевич Белов - ученый с мировым именем, широта интересов которого поражала окружающих, а образность мышления очаровывала. Этот период истории кафедры был годами подъема и бурного развития.

Убеждение Н.В. Белова, что к нашей эпохе относятся две «величайшие революции в кристаллографии» - «эпохальное открытие М. Лауэ (1912 г.) дифракции рентгеновских лучей на кристаллах» и «еще более мощная революция», связанная с получением технически важных монокристаллов, привело к появлению на кафедре новой специализации. Для научного руководства новым направлением был приглашен крупный специалист по росту кристаллов проф. Н.Н. Шефталь.

Первоначально при подготовке специалистов использовались хорошо оборудованные лаборатории Института кристаллографии АН СССР, двери которого всегда гостеприимно раскрывались для учеников Н.В. Белова. Позже (с 1965 г.) на средства хоздоговорной «Кристаллографической партии» кафедры и ВНИИСИМСа (дир. В.П. Бутузов), основными исполнителями которой являлись Е.А. Победимская и Т.И. Тимченко, была создана лаборатория по росту кристаллов и студенты смогли закреплять полученные ими теоретические знания на практике, выполняя курсовые и дипломные работы в кафедральной лаборатории.

Сотрудники ростовой лаборатории, используя кристаллохимические идеи Н.В. Белова, занимались выращиванием тугоплавких монокристаллов редкоземельных молибдатов, боратов и других соединений. Им удалось получить целый класс новых лазерных материалов многофункционального назначения, в том числе с самоудвоением частот. Они разработали физико-химические основы их получения и дали теоретические объяснения ряду особенностей кристаллизации из высокотемпературных концентрированных раствор-расплавных сред в целом. Несколько позже была организована вторая немногочисленная ростовая группа, руководимая В.С. Петровым. Вопреки господствующей тогда теории кристаллизации алмазов, им была предложена иная гипотеза алмазообразования. На достаточно примитивной установке ему удалось синтезировать алмазы, которые по своим характеристикам могли конкурировать с аналогичными, получаемыми в оснащенной лаборатории ВНИИСИМСа. Однако теоретические выводы В.С. Петрова трудно воспринимались специалистами и в то время не нашли должную поддержку. Теперь хорошо забытое старое выдвигается некоторыми исследователями как новое слово в науке об образовании алмазов в природе.

И наконец исторически третьей по счету оказалась организация на кафедре ростовой группы, возглавляемой Б.Н. Литвиным, которая стала заниматься вопросами экспериментальной минералогии и выяснением кристаллохимических закономерностей процессов минералообразования в гидротермальных условиях. Параллельно с этим исследование фазообразования в силикатных, германатных и фосфатных системах способствовало открытию новых соединений с полезными свойствами, а именно - ионной проводимостью, люминесценцией, высокими пьезоэлектрическими и лазерными характеристиками. Полученные сотрудниками кафедры фосфаты с высоким содержанием редкоземельных элементов представляют также интерес для активных волоконно-оптических систем.

Независимые в выбранных научных направлениях ростовые группы кафедры составили базовое триединство учебного процесса. Это позволило на практике ознакомить студентов с теоретическими основами роста и кристалломорфологии кристаллов, которые к тому времени стала читать О.Г. Козлова.

Значительных успехов в эти годы достигли сотрудники второй половины кафедры, которые объединялись лабораторией кристаллохимии и рентгеноструктурного анализа.

1972 г. ознаменовался величайшим событием в жизни кафедры - приобретением первого в стране 4-х кружного рентгеновского автодифрактометра «Синтекс» Р1. Экспрессность и высокая точность эксперимента, получаемого на этом приборе, позволили сотрудникам, аспирантам и даже студентам кафедры выполнить в короткие сроки расшифровки нескольких десятков структур минералов и синтетических соединений и сделать на их основе кристаллохимический анализ и обобщения. Наряду с приобретением монокристального автодифрактометра была произведена поэтапная модернизация оборудования рентгеновской лаборатории, заведующим которой к тому времени стал М.А. Симонов. Она способствовала расширению диапазона научных исследований и повышению их качества, а также явилась базой для усовершенствования учебного процесса (см. статью Симонова М.А. в этом сборнике).

Восьмидесятые годы стали годами накопления фактического материала по изучению структур неорганических соединений. Расшифровка структуры нового соединения становилось событием, особенно значимым в том случае, когда делалось открытие нового структурного мотива. Так, в частности, для наиболее распространенных в условиях земной коры минералов - силикатов - и их синтетических аналогов были выявлены новые кремнекислородные радикалы: с формулой SiO3 - 8-ные кольца (мюирит), 12-ные кольца из 6 диортогрупп (траскит), «ветвистый» анион в виде шестерного кольца с дополнительными диортогруппами (тяньшанит); с формулой Si3O8 - слои из 8-ных колец (Na2Zn [Si3O8]), слои из 6-, 8- и 12-ных колец (K8Yb [Si6O16]2(OH)); с формулой Si2O5 - слои из 4-, 5-, 6- и 8-ных колец (NaNd [Si6O13(OH)2. nH2O); с формулой Si3O7 - 3-х этажные пакеты (NaPr [Si6O14]) [2]. В структуре NdAl2,07[B4O10] O0,6 были найдены слои B2O5 из шестерных колец [2]. Теоретическим идеологом структурных работ был всегда зав. кафедрой Н.В. Белов (см. также статью Победимской Е.А. и др. в этом сборнике).

Большой фактический материал по расшифровке кристаллических структур на кафедре, творчески переработанный Николаем Васильевичем и дополненный экспериментальным материалом других исследователей, послужил основой для построения им структурной минералогии. В ней особое внимание уделено анализу внутреннего строения силикатов, боратов, фосфатов, сульфидов и сульфосолей. В основу кристаллохимии важнейших породообразующих минералов - силикатов - Н.В. Беловым положен принцип приспособляемости кремнекислородного радикала к катионной основе. При этом в зависимости от размера катиона фрагментарными «кирпичами», из которых строятся анионные мотивы первой и второй «глав» кристаллохимии силикатов, являются тетраэдр [SiO4] или диортогруппа [Si2O7]. Знание этапов развития минерального мира, объективными «свидетелями» которых являются конкретные атомные структуры, привлекли внимание Н.В. Белова. Экспериментальные данные сотрудников кафедры и других исследователей позволили ему кристаллохимически обосновать последовательность кристаллизации силикатных породообразующих минералов в магме (вилка Боуэна) и распределение элементов между ними в процессе их образования. Он нарисовал также динамичную картину образования рудных месторождений, в которых кристаллизация сульфидов и сульфосолей происходит в результате высвобождения из полостей трехмерного Si, AI-тетраэдрического каркаса серы при понижении температуры расплава и замены тетраэдрической координации AI на октаэдрическую. Указанные теоретические выводы составили отдельную «главу» в его структурной минералогии - «геокристаллохимию». Геокристаллохимия отдельных элементов и групп соединений, написанная бывшими тогда аспирантами кафедры и отредактированная Н.В. Беловым, явилась прекрасной иллюстрацией и дополнением диссертационных работ Т.Н. Надежиной, О.В. Димитровой, Л.Н. Каплунник, И.В. Петровой.

Разработанная Н.В. Беловым новая интерпретация процесса силификации - переход «молекулы» SiO2 из одной конденсированной фазы в другую - способствовала решению таких актуальных технических проблем, как синтез молекулярных сит при умеренных физико-химических параметрах, разработка теории схватывания цемента.

Удивительная способность Н.В. Белова в сложном вскрывать простое, проявилась в открытии им целой серии «числовых законов», касающихся не только земных, но и космических объектов. В созданной им «Второй главе учения о Периодической системе» на примере строения сульфидов по новому проиллюстрировало деление Менделеевской системы на Периоды.

Основные кристаллохимические идеи представлены в «белой» книге Н.В. Белова «Очерки по структурной минералогии» - золотом фонде, из которого черпает и будет черпать материалы и идеи многочисленная армия отечественных и зарубежных исследователей.

Наряду с рентгеновскими исследованиями развивалось в эти годы изучение объектов минерального мира методом инфракрасной спектроскопии. Среди них наиболее значимыми можно считать ИК-спектроскопию силикатов и низкотемпературного кремнезема (И.И. Плюснина).

Рентгеновская лаборатория и кабинет спектроскопии, помимо выполнения своих учебных задач и научных исследований, безотказно выполняли и выполняют и по сей день фазовые исследования для всех кафедр геологического факультета.

Более пятидесяти лет Николай Васильевич целенаправленно развивал учение об атомном строении природных и синтетических минералах, как фундаменте современных учений о породах (петрография, петрология), минералах (минералогии) и элементах (геохимии), преследуя цель создать рациональную основу для объединения этих родственных наук. Различные аспекты «поведения» важнейшего элемента земной коры - кремния, столь пассивного в химической лаборатории, и наоборот, чрезвычайно энергичного в природе - тема многочисленных работ и лекций Н.В. Белова.

Казалось бы, можно было опасаться, что этот глубочайший теоретик, создатель отечественного рентгеноструктурного анализа и основатель новой научной дисциплины - структурной минералогии - окажется в своих лекциях труднодоступным для обычного студенческого уровня. По воспоминаниям одного из его первых слушателей, Н.В. Белов во вступительном слове озадачил студентов парадоксальным предупреждением: «Кристаллография - очень трудная наука, и вряд ли вы сможете ее понять как следует. Из пареньков, может быть, кое-кто и постигнет ее первоначала, но уж девицы наверняка ничего не поймут» [3]. Несмотря на это, Н.В. Белов вскоре достиг полного взаимопонимания с аудиторией. «Николай Васильевич не был профессиональным лектором - оратором», - вспоминали о нем его ближайшие помощники и коллеги по кафедре Е.А. Победимская и Г.П. Литвинская.- «Его лекции изобиловали отступлениями (иногда далекими), повторениями и скорее походили на доверительные беседы со слушателями (даже если ими были более 200 студентов первого курса), с которыми Николай Васильевич делился своими мыслями, сомнениями, открытиями. В виде беседы проходили и экзамены, к которым Н.В. Белов тщательно готовился, всегда заново составлял экзаменационные билеты, заботясь о том, чтобы в каждом из них были отражены наиболее интересные части курса, давал подробные консультации. На экзамене Николай Васильевич ценил не бойкий пересказ его лекций, статей, учебника, а общую кристаллографическую (и не только кристаллографическую) культуру будущего специалиста, умение мыслить. Николай Васильевич стремился даже самого «застенчивого» студента вызвать на разговор «на равных»» [4]. Не менее ярко описываются беловские лекции в воспоминаниях акад. Н.П. Юшкина: «Лекции Н.В. Белова нельзя забыть. Они поражали не только научной глубиной и новизной материала, но и необычной формой, стилем, языком, поведением лектора. Николай Васильевич, казалось, забывал об аудитории, о себе, он весь уходил в лекцию, творил в ее процессе, находил какие-то новые решения, уходил очень далеко от основной идеи и приходил совсем к другой. В этом лекционном экстазе он мог не заметить сползшего галстука, растегнувшейся рубашки, опрокинуть стакан, перемазаться мелом, мог даже утереть пот меловой тряпкой» [5]. Отличительной особенностью всех лекций Н.В. Белова была богатая оснащенность их прекрасными оригинальными наглядными пособиями, которые он сам изобретал, следил за их изготовлением и все время совершенствовал, добиваясь не только наглядности, простоты, но и эстетичности.

Оригинальностью и неповторимым своеобразием отличались читавшиеся им курсы, не только факультативные спецкурсы, но и общий курс кристаллографии. Геометрическое учение о простых кристаллических формах, казалось бы, навсегда закостеневшее в общепринятых рамках, в интерпретации Николая Васильевича представало в корне обновленным. «Вместо застывших разрозненных полиэдров с трудно запоминаемыми названиями на лекции естественно рождались семейства простых форм, индивиды которых, будучи взаимосвязаны, переходят друг в друга» [4]. О том, с каким восторженным любованием относился сам лектор к кристаллографическим огранениям, свидетельствуют его собственные слова, сказанные в предисловии к книге «Атлас пространственных групп кубической симметрии»: «Всякому любящему, чувствующему кристаллографию эстетическое удовольствие доставляют даже учебные деревянные модели кристаллов и особенно кубической симметрии, в огранке которых причудливо сочетаются грани большого и весьма разнообразного семейства кубических простых форм».

Прекрасные слова Е.С. Федорова - «кристаллы блещут симметрией»,- стоящие на первой странице его книги «Курс кристаллографии», могут служить эпиграфом всей творческой жизни Николая Васильевича Белова. Они могут символизировать его любовь к симметрии в любой форме ее проявления, начиная от скучных математических выкладок до объяснения симметрии в живой природе. В результате первых появились теоретические обоснования Патерсоновских методов расшифровки кристаллических структур (совместно со своими учениками), выпуск «Атласа пространственных групп кубической системы». В результате второй - красивая интерпретация существования двух видов материи: «Кристаллический запрет пятерной оси, как известно, определяется невозможностью согласовывать ее (равно как и осей порядка выше 6) с решеткой, с «решетчатым состоянием» кристаллического вещества. И потому можно думать, что пятерная ось является у мелких организмов своеобразным инструментом борьбы за существование, страховкой против окаменения, против кристаллизации, первым шагом которой была бы их «поимка решеткой» [6]. Видимо, именно образным выражением Н.В. Белова - «кристалл находится в состоянии решетки» - можно интерпретировать известные примеры из учебников минералогии об окристаллизации мыши из лаборатории химика С. Теннанта и рудокопа, провалившегося в глубокую пропасть Фалдунских рудников (Швеция). Вечная проблема (живая - неживая природа) всегда волновала и волнует умы многих ученых и находит, в частности, свое продолжение в трудах докт. геол.-мин. наук Л.К. Яхонтовой, работающей на родственной кафедре минералогии геологического факультета.

Теоретические выводы Н.В. Белова основывались на богатом фактическом материале, получаемом в результате научных исследований преподавателей, сотрудников, аспирантов кафедры. Важно, что обогащение знаниями было взаимным, Красноречиво о последнем может свидетельствовать тот факт, что рецензируемая Н.В. Беловым рукопись превращалась им из «золушки в прекрасную принцессу» не только из-за образности описания добытых фактов («шестерни», «кольчуги», «ростральные колонны» и т.п.), но порой и потому, что вносилась та изюминка, которая раскрывала материал с другой, более эффектной стороны. Такие работы, конечно же, помимо их чисто научно-практической значимости, можно отнести к эстетическим работам, памятуя слова В.Г. Белинского о том, что «произведение искусства только тогда становится таковым, когда оно несет в себе черты неповторимости».

Годы истории кафедры, пришедшиеся на период заведования кафедрой акад. Н.В. Беловым и совпадающие по времени с периодом истории нашей страны, называемом «годами застоя», - напротив, безусловно, годы подъема и бурного развития. Они ознаменовались оснащением лабораторий новым оборудованием; расшифровкой нескольких десятков кристаллических структур; получением искусственных кристаллов с важными для промышленности и техники физическими свойствами; оформлением авторских свидетельств и патентов, а также теоретических обобщений в виде монографии, сборников статей, учебников и учебных пособий; ознаменовались созданием целых научных направлений, а главное - совершенствованием учебного процесса и внедрением в него результатов научных исследований. Высокий творческий и научный потенциал кафедры, работавший как хорошо отлаженный механизм, оказался способным и далее на протяжении нескольких лет после смерти Николая Васильевича Белова эффективно работать в созданных им направлениях.

Воспоминания
(262 Kb - документ word)
Научно-биографический очерк
(158 Kb - документ word)
Cписок научных трудов
(259 Kb - документ word)
С 1983 г. по 2015 г. кафедрой заведовал Вадим Сергеевич Урусов - крупный ученый в области строения вещества.

В своем научном творчестве В.С. Урусов является создателем нового направления в кристаллохимии - энергетической кристаллохимии, основополагающие идеи которой были заложены А.С. Ферсманом. Им впервые введена в минералогию и геохимию универсальная характеристика энергии хими-ческой связи в кристалле - энергия атомизации. На этой основе Вадим Сергеевич рассмотрел природу физико-химических свойств минералов - термической устойчивости, механической прочности, растворимости и др. Ему удалось объяснить кристаллохимическую природу сродства атомов друг другу и выявить кристаллохимические причины ограниченности числа минеральных видов. В.С. Урусов разработал количественную энергетическую теорию изоморфизма, дающую возможность оценивать пределы изоморфных замещений в зависимости от температуры и давлению. Впервые в нашей стране В.С.Урусов предложил методику расчета и с помощью ЭВМ провел работы по моделированию структуры и свойств минералов. Цикл его фундаментальных работ по энергетической кристаллохимии и теории изоморфной смесимости, до сих пор не имеющих аналогов в научной литературе и в значительной степени опережающие современный мировой уровень развития соответствующих направлений, в 2001 г. удостоен Государственной премии в области науки и техники.

Дальнейшее развитие получило созданное Н.В. Беловым научное направление - структурная минералогия (Пущаровский Д.Ю., Ямнова Н.А., Надежина Т.Н., Соколова Е.В. и др.). Число минералов и их синтетических аналогов, структуры которых были в последние годы расшифрованы на кафедре, приближается к полусотне. Они охватывают все известные минералогические классы - силикаты, бораты, карбонаты, фосфаты, окислы и т.д. В изученных соединениях установлены новые структурные мотивы как в анионной, так и катионной части, а также различные, неизвестные ранее, комбинации структурных мотивов в пределах одной структуры. В частности, новые кремнекислородные комплексы были установлены в кристаллических структурах грумантита, мегациклита, страховита, тайкинита, ревдита, интерсилита. Оригинальные кристаллические постройки найдены также в структурах ярандолита, студеницита (бораты), тулиокита, минеевита, рувелеита (карбонаты), корагоита, нигерита (сложные окислы). Более десяти изученных минералов (в том числе: бельковит, метациклит, страховит, интерсилит, студеницит, тулиокит, рувелеит, минеевит, карагоит, христовит, вуориярвит) были утверждены в качестве новых минералогических видов, причем авторы структурных расшифровок стали соавторами открытий этих минералов. Структурный анализ некоторых минералов и их синтетических аналогов осложнялся микродвойникованием кристаллов (например, вуорвиярвит). Ряд соединений (например, синтетический K, Nb-силикат) обладают так называемыми модулированными структурами (см. статьи Ямновой Н.А. и Пущаровского Д.Ю. в этом сборнике).

Структурное изучение минералов - весьма важное и интересное направление кристаллографических работ, иногда, к радости исследователя, заканчивающееся открытием новых структурных мотивов или открытием нового минерального вида. Но это одна сторона медали. Не менее значимым является изучение структуры соединений с целью объяснения их физических свойств. Соединения группы лангасита, полученные и исследованные в содружестве с физическим факультетом МГУ в начале 80-х годов, оказались перспективными в применении и выращиваются в настоящее время в Японии, Франции и США. В настоящее время работы по структурному изучению новых соединений этой группы продолжаются (Белоконева Е.Л.) и дополняются новыми объектами. Исследование фазовых переходов в синтетических аналогах стилвеллита - LaBGeO5, PrBGeO5 - методом высокоразрешающей нейтронографии (Белоконева Е.Л.) позволило понять структурную причину сегнетоэлектрических и нелинейно-оптических свойств. Для изученных силикатных и германатных аналогов KTiOPO4 - лучшего нелинейно-оптического кристалла - впервые установлены ионнообменные каналы и характеристики фазовых переходов, обуславливающие их свойства. При исследовании фазовых переходов успешно применен принцип псевдосимметрии в аналогии с принципом Ландау группа - подгруппа.

Использование теоретических основ, разработанных в наше время, позволило заглянуть еще глубже в структуру кристалла и на основе изучения электронной плотности (с 1984 г.) проанализировать химическую связь в природных и синтетических соединениях. Основное внимание было уделено классу силикатов, среди которых прецизионному исследованию подверглись берилл, кордиерит, диоптаз, турмалин, сфен и топаз. В работах по этой тематике, начатой по инициативе В.С. Урусова, приняли участие Белоконева Е.Л., Якубович О.В., Соколова Е.В., Еремин Н.Н. и др. Ими была проведена оценка степеней ионности связей по картам распределения электронных плотностей, оценки эффективных радиусов и зарядов на атомах, показаны новые возможности в исследовании водородных связей, вопросов изоморфизма и микроизоморфизма, структурных классификаций (см., в частности, статью Якубович О.В. и Урусова В.С. в этом сборнике).

Использование новых методических подходов, например, синхротронного излучения (Пущаровский Д.Ю.) и высокоразрешающей порошковой нейтронографии (Белоконева Е.Л.) увеличивает число расшифрованных сотрудниками кафедры кристаллических структур и способствует дальнейшему совершенствованию кристаллохимической классификации химических соединений.

Приобретение автоматического порошкового дифрактометра и использование теории и программ для полнопрофильного анализа методом Ритвельда (ППА) значительно расширило число расшифровок кристаллических структур, изучение которых в виде монокристаллов ранее было невозможно. Совершенно очевидно, что время относительно «легких» объектов минерального мира прошло и использование метода ППА становится сейчас особенно актуальным для тех из них, которые обладают дефектной структурой, представляют собой сростки нескольких индивидов, не поддающиеся точному установлению законов срастания (или двойникования), или для тех, которые не образуют в принципе монокристаллы, но не являются рентгеноаморфными. Первыми в 1993 г. были расшифрованы структуры минералов сложного химического состава - гагаринита и согдианита (Кабалов Ю.К.). Изученные в последующие годы методом ППА пять минералов - беловит-(La), туркестанит, калийферрисаданагаит, златогорит, капицаит - заслужили статус новых минеральных видов (Кабалов Ю.К., Соколова Е.В.).

В том случае, когда исследуемый объект содержал примеси других минералов, было проведено совместное уточнение минеральных фаз с одновременным количественным анализом порошкового образца. Определение структуры синтетического Na, Ca-фосфата Na2Ca [PO] F осложнилось наличием не только трех дополнительных фаз, но и большим размером элементарной ячейки. Возможности метода ППА не ограничиваются решением структур соединений: ему посильны также экспериментальные исследования твердых растворов и решение вопросов изоморфизма. Последнее было успешно продемонстрировано при изучении структурных и кристаллохимических аспектов структурной минералогии группы скаполита.  Помимо рентгеновских порошковых исследований в этом случае были дополнительно привлечены твердотельная ЯМР - спектроскопия высокого разрешения и высокотемпературная дифрактометрия. Общее число исследованных на сегодняшний день методом ППА неорганических соединений достигает 40 (Кабалов Ю.К., Соколова Е.В.).

Локальные искажения структуры кристаллов различных классов соединений, связанные с изоморфными замещениями в них, изучались также методом инфракрасной спектроскопии (Куражковская В.С.).

Успешно развивается, заложенное в трудах Н.В. Белова под названием «геокристаллохимия», направление, получившее в настоящее время наименование «генетическая кристаллохимия», основным предметом которого является установление взаимосвязей между условиями образования минералов и специфическими для этих условий особенностями их кристаллических структур. Важным этапом проводимых на кафедре исследований является, в частности, анализ кристаллогенетической функции амфотерных металлов в процессе формирования и преобразования оксосолей в земной коре для установления закономерностей минералообразования в различных геохимических обстановках. Способность амфотерных оксокомплексов по-разному проявлять себя в различных условиях кристаллогенезиса: либо как катионы, либо как анионообразователи, формируя совместно с кислотными комплексными ионами (фосфатными, сульфатными, карбонатными, силикатными, боратными и др.) анионные конструкции смешанной кристаллохимической природы, сопоставимые с хорошо известными алюмосиликатными, - является базой для проведения сравнительно-кристаллохимических и генетических обобщений. В рамках этой проблемы проведено исследование более 50 фосфатов, полученных в системах, содержащих щелочные и амфотерные элементы и летучие компоненты (F, Cl). Прецизионный рентгеноструктурный анализ синтезированных фаз и последующее сопоставление экспериментальных результатов с данными по природному кристаллогенезису показали, что в подобных условиях кристаллизации образуются аналоги или разновидности фосфатов пегматитов (О. В. Якубович).

Слова Метерлинка, сказанные им в книге «Синяя птица», - «надо быть смелым, чтобы видеть скрытое» - можно считать девизом работ, возглавляемых Вадимом Сергеевичем Урусовым, по разработке методики расчета и моделировании структур и свойств минералов, которые успешно развиваются молодым поколением нашей кафедры (Н.Н. Еремин, И.П. Орлов, А.Р. Оганов и др.). Этот метод получил широкое распространение в мире в последнее время, что связано с быстрым ростом вычислительных возможностей современных компьютеров. Ведущим принципом метода является нахождение наиболее устойчивого варианта кристаллической структуры, отвечающего минимуму свободной энергии при заданных термодинамических условиях. В настоящее время этим методом возможно решение следующих задач: моделирование структур и свойств широкого круга кристаллов, расчет дефектов кристаллических структур, локализация позиции примесных ионов, предсказание термодинамической фазовой стабильности, расчет габитусов кристаллов, релаксация кристаллической поверхности и ряда других. В распоряжении кафедры имеется современное программное обеспечение, позволяющее решать эти задачи (см. статью Еремина Н.Н. и Урусова В.С. в этом сборнике).

Успехи, достигнутые в области компьютерного моделирования, привлекающего данные по теоретической (в том числе энергетической) кристаллохимии, и образование группы молодых исследователей - единомышленников отразились в признании в качестве одной из ведущих научных школ России школы В.С. Урусова «Теоретическое моделирование кристаллических структур, дефектов и свойств минералов».

В.С. Урусов совместно с Д.Ю. Пущаровским разработали теоретические основы кристаллохимии высоких температур, в результате чего была создана новая классификация полиморфизма минералов, в частности на примере превращений в мантии Земли.

Новым, весьма важным и перспективным оказалось направление по поиску, синтезу, росту и изучению физических свойств ВТСП (Л.И. Леонюк, Н.И. Леонюк). Начатые в 1988 г. работы, практически вслед за открытием в 1986 г. Беднорцем и Мюллером явления высокотемпературной сверхпроводимости, на первом этапе касались соединений с перовскито - подобными структурными типами YBa2Cu3Ox, Bi2Sr2CaCu2O8 и La2SrCu2O4. В результате были получены материалы достаточно хорошего качества в виде монокристаллов, относящиеся к группе ВТСП. Изучение их структур дополнило представление о купратах как об индивидуальном классе неорганических соединений, а также способствовало расширению научных представлений о таких явлениях как структурное разупорядочение, модуляция, формирование композитных структур и т.д. На втором этапе (с 1996 г.) работы ориентируются на выращивание монокристаллов (Леонюк Л.И.) новых сверхпроводников с так называемым несоразмерным леддерным типом структуры - [M2Cu2O3] m [CuO2] n, который, в отличие от соединений первого типа, можно рассматривать как анатазо-подобный. Без ложной скромности отметим, что представленный в 1996 г. на Международной конференции «Низкие температуры, 21» - LT21 в Праге полученный новый сверхпроводник превосходит аналогичный японский: в отличие от последнего проявляет сверхпроводящие свойства при нормальном давлении и температуре 80 К. Нельзя не сказать также, что благодаря специальной методике роста, кафедральная лаборатория роста кристаллов уже почти три года является монополистом по получению таких кристаллов (см. статью Леонюк Л.И. и др. в этом сборнике).

Одновременно с комплексными исследованиями и выращиванием кристаллов ВТСП в ростовой лаборатории дальнейшее развитие получили работы по кристаллизации тугоплавких боратов и боросиликатов из вязких сред (Леонюк Н.И.). Среди них особое внимание уделялось неодим - иттрий - алюминиевому NdxY1-xAl3(BO3)4 и гадолиний - иттрий - алюминиевому GdxY1-xAl3(BO3)4 боратам - представителям обширной группы полифункциональных материалов. В частности, нецентросимметричные кристаллы неодим - иттрий - алюминиевого бората с х=0,04-0,08 являются эффективной активно-нелинейной средой для малогабаритных лазеров с полупроводниковой накачкой. На этих кристаллах можно получать значительные коэффициенты усиления благодаря низкому концентрационному тушению люминесценции при значительных содержаниях неодима. Кристаллы гадолиний - иттрий - алюминиевого бората с х=0,6-0,8 характеризуются аномально низким поглощением волн в СВЧ диапазоне. Изучавшиеся в лаборатории боросиликаты редких земель также обладают технически важными свойствами. В частности, лантановый боросиликат со структурой стилвеллита принадлежит к новому семейству ферроэлектриков с нелинейно-оптическими и пьезоэлектрическими свойствами с фазовым переходом второго рода при 1400 С. Эксперименты по росту этих соединений, осложненные преодолением теоретических, методических, инструментальных и других проблем, возникающих при выращивании из многокомпонентных систем, предрасположенных к полимеризации, включали не только изучение собственно условий роста, но также и состава, структуры, внешней и внутренней морфологии объектов.

В спектре интересов ростовиков кафедры последнего десятилетия, по-прежнему, оставались работы по получению монокристаллов гидротермальным методом, которые велись по двум направлениям: развитие исследований предыдущих лет и эксперименты по поиску новых материалов с полезными физическими свойствами (Димитрова О.В.). Так был получен ряд новых соединений Na и K+-проводящих твердых электролитов на основе редкоземельных силикатов, а также разработана аппаратура и физико-химические основы методов получения кристаллической шихты мета- и ортофосфатов алюминия, галлия, лютеция и скандия, обладающих пьезоэлектрическими свойствами, и определены оптимальные параметры роста кристаллов на затравку. Дополнительно в последнее время разработана методика получения монокристаллов боратов кальция, бария и свинца. Впервые проведенное исследование фазообразования в системе K2O - Nb2O5 - SiO2 - H2O позволило, с одной стороны, промоделировать природные процессы переноса ниобия в различных геохимических процессах и, с другой стороны, получить монокристаллы K, Nb - силиката, обладающего сегнетоэлектрическими свойствами, с выделением полей его кристаллизацими. В целом за последние 10-15 лет методом гидротермального синтеза на кафедре получено более 30 новых соединений, относящихся к классам силикатов, боратов и фосфатов, ряд из которых обладают перспективными. По итогам работ, помимо научных публикаций, получено 6 патентов и 3 авторских свидетельств. Кроме традиционных для ростовой лаборатории исследований в последнее время стали осуществляться работы по новому для кафедры направлению - облагораживанию минералов: первыми объектами стали халцедоны.

Помимо выполнения научных и теоретических исследований на кафедре усилиями В.С. Урусова постоянно уделяется внимание истории науки. В частности, им рассмотрена история и методология кристаллохимии и геохимии, исследовано кристаллографическое творческое наследие В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана.

Общеизвестные изменения в нашем обществе помогли кафедре значительно расширить международные связи. В последние годы они развиваются по трем направлениям: 1) выполнение научной работы по договорам о сотрудничестве или грантам; 2) участие в международных конгрессах, конференциях, симпозиумах, школах, сессиях и т.п.; 3) прием иностранных ученых у себя на кафедре.

С 2016 г. кафедру возглавляет Еремин Николай Николаевич - доктор хим. наук, профессор РАН

  Copyright © 2003-2008