第24章

苏联X射线结构分析学派

X射线衍射的发现恰逢拿破仑被逐出俄罗斯一百周年纪念。沙皇政府试图利用这一天来提升人民的爱国精神，但没有取得多大成功。1911年，学生和教授中普遍存在着反对情绪，这是由大学大规模解雇学生和教授、关闭大学的一系列系以及公共教育部长L.a.Kasso采取的其他措施所引起的。离开莫斯科大学结晶学领域的创造性工作者包括V.I.Vernadskii、A.E.Fersman、Ia.V.Samoilov和G.V.Wulf。当时我正在莫斯科（国立）大学完成学业，在G.V.Wulf的指导下写了一篇关于K对称性的论文₂铬₂O（运行）₇同时担任我在人民城市大学老师的非正式助理。1908年，G.V.Wulf在莫斯科通过私人手段艰难地组织了这所人民大学，继续进行进一步的研究和教学活动。在莫斯科发生上述事件的前一年，以凯瑟琳二世皇后命名的彼得堡矿业研究所所长、著名的俄罗斯晶体学家E.S.Fedorov被解职（该研究所科学委员会第二次选举后，部长Timashev未批准）。这是劳厄伟大发现之年，俄罗斯晶体学家遭遇的政治环境的概貌。

尽管20世纪初沙皇俄国盛行的科学兴盛的环境极为不利，但该国的结晶学发展到了相当高的水平。事实证明，在劳厄发现的时候，已经为高等学校的结晶学教学编写了一系列原始教科书。结晶学领域的研究经历了密集的发展，主要集中在两所学校：彼得堡学院，由采矿学院的费多罗夫领导，莫斯科学院，由人民大学的沃尔夫领导。尽管有许多相似之处，但这两个学派在目的、方法和结晶学在自然科学发展中的作用方面本质上是不同的。

在他著名的结晶学课程中，费多罗夫将结晶学视为“所有无机自然科学的基础”。他将理论结晶学置于“与现有最精确科学相同的水平”。费多罗夫认为，理论结晶学可以从“结晶学的初始实验状态”和“不可变事实”（即“晶体物质的所有粒子都是相同的，并且排列在平行位置”）中建立起来，“即使与实验数据发生最小的冲突也没有风险”，这些粒子——“晶体分子”——作为一个整体“完全填充空间”，“平行四边形应该被视为空间的一部分，属于单独的晶体分子”。有趣的是，费多罗夫即使在完成了空间群推导（1900年）之后仍然忠实于这一“基本定律”，这清楚地表明相同粒子的非平行排列是可能的。应该补充的是，费多罗夫并没有跟进他的结论，因为他假设自然界中不可能存在属于非仿生群体的晶体。伊斯晶体学课程简介在空间小组派生十年后出版的这本书甚至没有提到这些小组。

我的老师沃尔夫对结晶学持有不同的观点。与费多罗夫高估结晶学（将其视为“所有无机自然科学的基础”）相反，沃尔夫低估了结晶学，他认为结晶学只是“物理学的一章”，“不应该被称为一门独立的科学”。沃尔夫将力量与物理学家（沃伊格特）相结合，将结晶学与“固体研究中等的'. 在这本书中，沃尔夫明确地将自己与矿物学家区分开来，直到最近，矿物学家才将水晶视为“无机性个体'. 沃尔夫感到不安，因为结晶学作为物理学的一部分的想法没有得到一致的接受；因此，我们大学的物理课程中不包括结晶学。

冯·劳厄的发现给俄罗斯的两个晶体学流派留下了非常深刻的印象，并带来了这些流派领导人的不同反应。

当发现X射线衍射的消息传到沃尔夫那里时，他立即表达了他在这一领域工作的愿望。研究冯·劳厄方程到最后，沃尔夫从中导出了关系式

λ/2=Δε/m，

这与布拉格的著名公式具有相同的含义

nλ=2d sinθ

该论文发表于物理学。Z。1913,14, 217. 沃尔夫所有进一步的科学工作在很大程度上取决于冯·劳厄的发现。1916年沃尔夫将W.H.和W.L.布拉格的书翻译成俄语-X射线与晶体结构.

费多罗夫对劳厄发现的反应截然不同。费多罗夫正确评估了“X射线应用于晶体研究在结晶学中所带来的变化”，他不能忽视这样一个事实，即关于金刚石、岩盐和其他晶体结构的新实验数据反驳了“不可改变的事实”（同一粒子在晶体中始终平行分布）这包含在《基本法》中。Fedorov被迫承认“在任何情况下都不能将晶体视为简单的粒子空间晶格”，尽管如此，他还是试图以各种方式改变这一定律，但没有成功。费多罗夫于1919年在列宁格勒去世。

费多罗夫在列宁格勒矿业学院的学生试图组织X射线结构分析领域的实验研究。然而，战后艰难的日子严重阻碍了这些努力。伍尔夫负责通过X射线衍射进行研究的莫斯科有一些更有利的条件，但必须强调的是，列宁格勒和莫斯科的这项工作发展极为缓慢。只需说，直到沃尔夫去世（1925年），只有一种物质（NaClO）的晶体结构_三)沃尔夫本人曾在我国学习过。接下来的二十年也可以被描述为X射线结构分析领域的认真实验研究的准备期。

该领域的研究仅在第二次世界大战后才得到了深入发展，并在莫斯科的某些研究中心进行了本地化：苏联科学院晶体学研究所，在N.V.Belov的监督下；L.Ia.Karpov物理化学研究所，由G.S.Zhdanov监督；苏联科学院普通化学和无机化学研究所和莫斯科大学，由G.B.Bokij监督；以及苏联科学院有机化学研究所，由A.I.Kitaigorodskii监管。

贝洛夫致力于硅酸盐结构的研究。在与众多学生的合作下，贝洛夫成功地破译了一系列非常复杂的硅酸盐结构（伊利石、绿帘石、黝帘石、虎皮石、硬硅钙石、硅灰石、钆石、假辉石、褐帘石，洛夫石、附睾石、红辉石和黑云母）。”X射线结构分析的直接方法过去和现在都与贝洛夫学校的实验研究平行发展。结构计算的复杂方法现在由机器进行。贝洛夫现在被公认为我国结构晶体学领域的领军人物和杰出的空间小组专家。

Zhdanov是第一本X射线分析教科书的作者。在开始独立的科学活动时，Zhdanov在选择卡波夫研究所感兴趣的研究物质方面的选择有些有限。这导致了对一系列无机化合物（碳化物、氰化物、硫氰酸盐、硼化物、氧化物）和有机物质（萘和苯的硝基和卤素衍生物、有机金属物质和有机染料）的晶体结构的研究。目前，Zhdanov对具有特殊物理性质的晶体（铁电体、压电体、超导体等）感兴趣。这项研究是在莫斯科大学固体物理系进行的。

Bokij选择复杂化合物作为其晶体化学研究的对象。最近发现并研究了一组新的（分子内）具有多个键的复杂化合物。建立了道尔顿和贝托利德的晶体化学理论。晶体学和晶体化学系由莫斯科大学地质系下属的博基吉组织。他的科学工作主要在苏联科学院普通和无机化学研究所进行。博基吉是这本书的作者晶体化学（1960）和结构化学杂志他在其创立过程中发挥了重要作用。在博基吉众多的学生中，博拉伊·科希茨值得一提。

有机晶体化学是A.I.Kitaigorodskii的专长。根据作者的说法，这门科学的基本思想是非球形粒子（分子）的紧密堆积，即分子的排列方式，使一个分子的“突起”与另一个的“凹陷”相吻合。这个想法是A.I.Kitaigorodskii在他的书中详细阐述的，有机晶体化学（1955），作者及其学生的研究以及根据文献中可用的数据对有机晶体结构的彻底调查都证实了这一点。Kitaigorodskii在这里被称为X射线结构分析基础教科书的作者。