Het probleem van de relatie tussen de structuur van materialen en hun fysieke eigenschappen is een van de mondiale problemen van vandaag. Voor vele jaren, onderzoekers van de Faculteit der Natuurkunde van de Lobachevsky Universiteit hebben eraan gewerkt om het op te lossen. Vooral, systematische experimentele en theoretische studies van de atomaire structuren van kristallen van verschillende materialen worden uitgevoerd aan de UNN Department of Crystallography and Experimental Physics.

De traditionele benadering om de atomaire structuur van een kristal te beschrijven, is om de polyedrische methode te gebruiken die is gebaseerd op de beschrijving van het model van een kristal door middel van coördinatieveelvlakken (veelvlakken gebouwd op atomen als hun hoekpunten). Een belangrijke bijdrage aan de ontwikkeling van deze methode werd geleverd door Academician N.V. Belov, de grondlegger van het kristallografische onderzoek aan de UNN Faculteit der Natuurkunde. De veelvlakkige methode vereenvoudigt de kristallochemische analyse van complexe atomaire structuren aanzienlijk. De kristalstructuur als geheel wordt weergegeven in de vorm van een ruimtelijk geordend systeem van coördinatieveelvlakken, dus, een overgang wordt uitgevoerd van een atoom naar een grotere structurele eenheid, het coördinatieveelvlak. Anderzijds, de analyse van individuele coördinatieveelvlakken maakt het mogelijk om de symmetrie van de omgeving van een bepaald atoom te bepalen, zijn energie en chemische toestand.

In echte kristallen, coördinatieveelvlakken hebben vaak een vervormde vorm, dat is, ze verschillen van ideale veelvlakken. De aanwezigheid van vervorming van het coördinatieveelvlak en de grootte ervan zijn te wijten aan verschillende factoren, inclusief de energietoestand van het centrale atoom, de chemische en fysieke kenmerken van de omgeving van het centrale atoom, de mechanische spanningen die optreden in het atomaire structuurraamwerk van het kristal, en nog veel meer. Sommige soorten coördinatieveelvlakkenvervorming hebben een aanzienlijke invloed op de fysieke eigenschappen van materialen. Bijvoorbeeld, vervorming van het coördinatieveelvlak van een activator-ion in een laserkristal kan leiden tot een Stark-splitsing van elektronentermen, wat vaak resulteert in verbreding van emissiespectra. Dus, het probleem doet zich voor om een ​​kwantitatieve schatting te geven van de vervorming in een reëel coördinatieveelvlak.

Universitair hoofddocent Nikolai Somov en assistent-professor Pavel Andreev van de afdeling Kristallografie en Experimentele Fysica van de Lobachevsky State University van Nizhny Novgorod hebben een nieuwe benadering voorgesteld om de mate van overeenkomst van een coördinatieveelvlak met een bepaald referentieveelvlak te schatten. De mate van overeenkomst van een coördinatieveelvlak is een scalaire waarde die strikt gelijk is aan één als het coördinatieveelvlak gelijk is aan het referentieveelvlak; in andere gevallen duurt het waarden van nul tot één. De voorgestelde methode wordt geïmplementeerd in de vorm van een computerprogramma dat vrij beschikbaar is (http://phys.unn.ru/ps/).

De methode voor kwantitatieve schatting van de mate van overeenkomst van coördinatieveelvlakken werd getest op meer dan 400 kristallijne structuren van organometaalverbindingen van vijfwaardig antimoon en bismut. Er werd aangetoond dat de voorgestelde aanpak consistent is met een van de belangrijkste stellingen van de structurele kristalchemie, en aan de hand van concrete voorbeelden werden de voordelen van de nieuwe aanpak gedemonstreerd.