ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные понятия кристаллохимии из "Кристаллография рентгенография и электронная микроскопия" Кристаллография исследует и определяет законы симметрии— законы, которым подчиняется расположение центров тяжести атомов, ионов, молекул, радикалов. Кристаллография ограничивает единицу анализа пространства кристалла элементарной ячейкой и определяет способы и меру трансляции этого единичного объема в пространстве. Связь же структуры кристалла и его физических и химических свойств определяется, помимо мотива структуры, природой и размерами слагающих кристалл частиц, а также родом и силой связи между ними. Связи структуры и свойств кристалла — предмет кристаллохимии, а изучение конкретных свойств кристалла в связи с их структурой — предмет кристаллофизики. [c.90] Поправки для координаций, меньших 4, не могут быть указаны в виде постоянных коэффициентов, так как частицы, имеющие координацию 3 или 2, значительно отличаются от сферической формы из-за того, что связи, свойственные таким малым координационным числам, располагаются в плоскости. По этой же причине радиусы ковалентно связанных частиц предпочитают давать отдельно для координации 6 (октаэдрические ковалентные радиусы) и для координации 4 (тетраэдрические ковалентные радиусы), указывая в качестве постоянных только поправки на кратность связи 0,86 для двойной и 0,78 для тройной связей. Сводная таблица металлических, ионных и ковалентных радиусов в системе Гольдшмидта дана в приложении 7. [c.95] Сжимаемость кристаллических тел очень невелика, действие сил отталкивания убывает с ростом расстояния между взаимодействующими частицами очень быстро. Показатель степени п в уравнении энергии решетки колеблется от 3 (для металлов) до 12 (для некоторых ионных кристаллов). Поэтому следует ожидать, что пространство кристалла организовано достаточно компактно. Рассмотрим возможности компактной укладки сфер. Плотноупакованный узловой ряд — это ряд равновеликих сфер, уложенных так, что их центры лежат на одной прямой. Такой ряд возможен только как трансляционный. Для создания плотноупакованной плоской узловой сетки (рис. 4.4) на плоскости следует уложить три пересекающихся в одном узле трансляционно плотных ряда сфер. Прямые, проведенные через их центры, разобьют плоскость на равносторонние треугольники, стянутые по шесть к одной вершине (рис. 4.5). Описывают такие сетки символом Шлэфли, указывая число вершин элементарной петли 3 и верхний индекс 6 по числу треугольников, сводимых к одной вершине 3 . Плотноупакованный ряд и нлотноупакованная плоская сетка могут быть уложены единственным способом. [c.95] Упаковки, лишенные плотных узловых рядов, не могут принадлежать ни к плотным, ни к объемноцентрирован-ным, ни к примитивным кубическим. Плотность заполнения пространства ими значительно меньше, координационные числа невелики, а поры упаковки хотя и велики, но редко бывают удобны для размещения сферически симметричных частиц. Так, упаковка типа алмаза (рис. [c.103] Число простейших упаковок, содержащих плотноупакованные плоскости или ряды, невелико, поэтому среди структур реальных веществ распространен изоморфизм-, многие кристаллические вещества принадлежат к одной и той же пространственной группе, имеют тот же базис н различаются лишь периодами решетки. Изоморфные вещества принадлежат к одному и тому же структурному типу. Это может встречаться среди веществ, обладающих химической связью различного типа. Определяет структурный тип, в конечном итоге, размерный фактор структуры и стехиометрический состав фазы. [c.105] Однако если все структуры (по крайней мере ионные и металлические) основаны на плотных упаковках анионов или более электроотрицательных металлизованных атомов, то при построении моделей структур и их анализе нет необходимости указывать отдельно положения анионов и катионов. Достаточно правильно расположить в пространстве анионы, координационно тяготеющие к одному катиону, чтобы знать положение катиона, располагающегося в центре объема, образованного центрами тяжести анионов. Подобный объем называют координационным полиэдром, и число его вершин равно координационному числу катиона. Простейшими координационными полиэдрами являются тетраэдр с координацией 4, октаэдр с координацией 6, куб с координацией 8 и кубооктаэдр с координацией 12. Первые два полиэдра характерны для заполненных катионами пор плотной упаковки анионов, а последний есть полиэдр координационного окружения основного узла плотнейшей упаковки. Кубооктаэдры координации 12 существуют в двух вариантах кубический кубооктаэдр с осью симметрии 4 и гексагональный с осью симметрии 3. Координационные полиэдры, распространенные в структурах ионной и металлической связи, изображены на рис. 4.12. [c.107] Паулинг сформулировал следующие правила, которым подчиняется структура, описываемая в координационных полиэдрах. [c.107] Вернуться к основной статье