В современной науке сложные оксиды металлов являются объектом изучения в такой отрасли, как химия твердого тела, находящейся на стыке множества наук. Химия твердого тела, как самостоятельный раздел, активно начал развиваться в 30-40х годах ХХ века, благодаря появлению новых методов исследования веществ, а конкретнее открытие явления рентгеновской дифракции. Однако, в данном разделе рассматриваются и изучаются не только сложные оксиды металлов, но и другие твердые тела, например, стекла.
В свою очередь, история изучение сложных оксидов металлов берет свои истоки гораздо раньше, и сильно связана с минералогией и кристаллографией.
Кристаллография — одна из главных фундаментальных наук о Земле, ее веществе. Это наука не только о кристаллах — о процессах их образования, об их внешней форме, внутреннем строении и физических свойствах, — но и о закономерностях развития Земли, ее формы, о процессах, происходящих в глубинах геосфер.
Во всем мире кристаллографические знания приобретают все большее значение. Практически все научные и технические достижения
последнего времени (компьютерная техника, электронная микроскопия, квазикристаллы, высокотемпературные сверхпроводники и т. д.)
непосредственно связаны с кристаллографией. И без знания кристаллографических законов трудно понять и оценить новейшие научные
открытия.
Своим зарождением кристаллография обязана наблюдению и изучению природных объектов: минералов и сложенных ими горных пород.
Поэтому можно считать, что в становлении кристаллографии как науки
большую роль сыграла геология, вернее, геологи. Действительно, долгое
время эта дисциплина была как бы частью геологии, а точнее — минералогии («История минералогии есть история всех прочих наук», — писал
в 1798 г. В. М. Севергии). Однако впоследствии кристаллография выделилась в самостоятельную область знаний, и в настоящее время невозможно даже представить себе ни одну геологическую науку без знания
и широкого использования законов кристаллографии.
Положение современной кристаллографии во многом напоминает
ситуацию с математикой, методы которой используются в многочисленных и самых разнообразных дисциплинах. Следует подчеркнуть, что кристаллография — вполне самостоятельная наука. Как и каждая наука, она
обладает уникальным, только ей присущим методом — применительно к кристаллографии это метод симметрии, который является общим методом познания закономерностей развития Земли, ее вещества.
|
|
У любого материального объекта существует симметрийные уровни структурной организации, взаимодействующие с другими и проявляющиеся в системе свойств объекта и его взаимодействия со средой. Симметрия системы может быть скрыта на глубинных уровнях структурной организации, замаскирована случайной диссиметрией формы объекта.
Минералогия принадлежит к числу геологических наук. Название этой науки в буквальном смысле означает учение о минералах, которое объемлет все вопросы о минералах, включая и их происхождение. Термин "минерал" происходит от старинного слова "минера" (лат. minera — руда, ископаемое). Это указывает, что его появление связано с развитием горного промысла.
Интерес к минералогии возник в глубокой древности, на заре цивилизации, задолго до появления письменности и носил чисто прикладной характер. Для бытовых и охотничьих нужд использовались крепкие, режущие обломки кремня, обсидиана; галит – для пищевых целей; красящие пигменты (гематит, пиролюзит, болотная руда, ляпис-лазурь, малахит, и др.) – для настенной скальной живописи и т. п. Первые упоминания о первоначально использовавшихся металлах, их добыче и плавлении, связаны с золотом, серебром, железом, медью, бронзой. Известно, что использовавшиеся металлы были самородными, нередко извлекались из речного аллювия,пляжей озер и морей. В частности еще в 6 веке до н. э. добыча золота производилась из аллювия рек.
|
|
Наиболее ранними трудами по минералогии считаются письменные публикации древнегреческих философов Аристотеля (348 – 322 до н. э.) «Метереология» и его ученика Теокраста (65 до н. э.), который сравнительно подробно описал добычу золота из колхидских россыпей. Древнеримский философ Плиний Старший (23-79 гг. н. э.) в своей «Естественной истории», состоящей из 37 т. (77 г. до н. э.), пять книг посвящает минералам. В средние века и последующее время минералы рассматриваются исключительно через призму находок и добычи драгоценных камней и естественных природных россыпей среди осадочных отложений, в первую очередь, пляжевых морских и речных песков. В период Возрождения появляются работы «О природе ископаемых» (1546) и «О рудах металлов» (1546) немецкого естествоиспытателя Георга Бауэра (Георг Агрикола), в которых впервые излагаются сведения по макроскопическому определению минералов. В книге «О горном деле и металлургии» (1550) Агрикола впервые показывает значение минералогических поисковых и оценочных критериев. Датский исследователь Нильс Стенсон (Николаус Стено) в 1669г. устанавливает постоянство углов граней кварца вне зависимости от их размеров, кристаллографии минералов. Слово «минералогия», по-видимому, было введено в научный и речевой оборот двумя английскими учеными Томатом Вруном (1605-1682) и Робертом Бойлем (1627-1691). В книге «О слоях земных и другие работы по геологии» (1763) М.В.Ломоносов писал о рудах, развитых» на поверхности, или с песком, что по речным берегам распространялися». В общем исследования минералов до самого нового времени носили чисто прикладной, изредка минералогический характер, практически без учета генезиса минералов связи их с материнскими породами и питающими провинциями.