Частицы веществ в кристалле

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР), получивший широкое применение, в частности, для определения строения некоторых видов органических молекул, основан на исиользовании различия магнитных свойств атомных ядер. Так, спин ядра в атомах С, равен нулю, в атомах Н, ои равен половине, а в атомах Ы, — единице . Метод ЯМР дает возможность определять строение молекул некоторых органических соединений, подвижность частиц в кристаллах в разных условиях. Он все шире применяется при изучении кинетики и механизма химических реакций, состоятя веществ в растворах, процессов протонного обмена между молекулами в растворах, для анализа сложных смесей продуктов реакций и для других целей. [c.90]

По спектру ядерного магнитного резонанса можно определить свойства ядер, строение молекул, подвижность частиц в кристаллах в разных условиях, ЯМР применяется при изучении кинетики и механизма химических реакций, состояния вещества в растворах, процессов протонного обмена мел<ду молекулами в растворах, для анализа сложных смесей продуктов реакции. [c.62]

Произведение представляет собой коэффициент диффузии частиц вещества кристалла через фазовую границу кристалл — раствор. [c.97]

Какими свойствами обладают вещества, кристаллы которых молекулярные Приведите примеры таких веществ. Какие свойства имеют вещества, кристаллы которых ковалентные Какие частицы находятся в узлах кристаллов этих веществ Приведите примеры таких веществ. [c.381]

Процесс растворения вещества в воде, будь то вода из реки Снейк или из-под крана на вашей кухне, напоминает сражение двух армий. Твердое вещество растворится в том случае, если связывание его частиц с молекулами воды прочнее, чем друг с другом в кристалле. Тогда будут преодолены силы, связывающие частицы в кристалле, и в результате частицы выйдут из него и окажутся в растворе. [c.71]

При достаточно низкой температуре вещество находится в твердом состоянии . Расстояния между частицами кристаллического вещества составляют порядка размера самих частиц. Средняя потенциальная энергия частиц больше их средней кинетической энергии. Движение частиц, составляющих кристаллы, весьма ограниченно. Силы, действующие между частицами, удерживают их вблизи равновесных положений. Этим объясняется наличие у кристаллических тел собственных формы и объема и большое сопротивление сдвигу. [c.143]

Энтропию можно рассматривать как меру беспорядка в расположении частиц вещества ( 81). Поэтому энтропия обладает наименьшим значением для правильно образованного кристалла. [c.278]

При образовании соединений между частицами компонентов растворимость повышается. Весьма часто энергия, необходимая для разрыва связей между частицами вещества при его растворении, компенсируется энергией, выделяющейся при образовании соединений между частицами растворяемого вещества и молекулами растворителя. Это играет важнейшую роль, например, при растворении сильных электролитов в воде. Именно за счет энергии, выделяющейся прн гидратации ионов, и происходит разрыв связей между ионами при растворении кристалла с ионной решеткой. Наоборот, необходимость дополнительной затраты энергии, например, на разрушение комплексов в случае ассоциированного растворителя или другие подобные процессы всегда связана с уменьшением растворимости. При одновременном действии этих факторов суммарное влияние их на растворимость может быть весьма сложным. [c.330]

Другой фактор, определяющий скорость роста кристалла,— скорость диффузии частиц вещества из жидкой фазы к поверхности растущей грани кристалла. Следовательно, протекают дна одновременно противоположно направленных процесса — отвод теплоты и доставка к зародышам новых порций частиц. [c.245]

Весьма тонкие современные методы исследования кристаллического состояния вещества подтвердили, что частицы в кристаллах (атомы, молекулы, ионы) располагаются закономерно, образуя так называемую пространственную решетку кристалла. Внешняя геометрическая форма кристалла теснейшим образом связана с его внутренней структурой. В кристаллической решетке любого тела можно выделить определенную часть, которая носит название элементарной ячейки. Она представляет собой наименьший объем кристаллической решетки вещества, который точно отражает его химический состав и все особенности внутренней структуры данного кристалла. [c.30]

РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ — метод исследования строения вещества, использующий дифракцию (рассеивание) рентгеновских лучей. Р. а. является основным методом определения структуры кристаллов. Метод основан на дифракции рентгеновских лучей частицами веществ, расположенными в пространстве кристалла. [c.214]

Структуры реальных кристаллов зависят от условий кристаллизации и сильно отличаются от соответствующих структур идеальных кристаллов. В решетке реального кристалла обычно имеется множество дефектов, нарушающих правильное чередование образующих ее элементов. Такие дефекты называют дислокациями. Сама решетка может быть искаженной. Некоторые ее узлы обладают вакансиями, т. е. не заняты частицами, образующими вещество кристалла, или заняты посторонними частицами (примесями). Кроме того, реальные кристаллы имеют поры, трещины и другие дефекты, не относящиеся к решетке. Габитус (внешний облик, форма) кристаллов зависит от многих условий кристаллизации и прежде всего от влияния тех или иных примесей. Например, в зависимости от [c.242]

ЛИ Начало дифракционного структурного анализа было полоя е-но знаменитым опытом Лауэ, открывшим дифракцию рентгенов- Ских лучей в кристаллах (1912 г.) [9]. Следующим важным шагом явилось установление волновых свойств частиц вещества де Бройлем, предложившим формулу Я = (1925 г.). Эта формула была [c.15]

Кристаллы, как и все твердые тела, имеют собственную поверхность и объем, которые не изменяются в гравитационном поле. Расстояния между частицами в кристаллах значительно меньше, чем в газах, а межмолекулярные и межатомные взаимодействия намного сильнее, чем в газах и жидкостях. Частицы ы кристаллическом веществе распределяются в некотором закономерном порядке, образуя кристаллическую решетку. Частицы, составляющие кристаллическую решетку, достаточно прочно закреплены на своих местах и совершают колебательные движения около некоторых положений, называемых узлами кристаллической решетки. Энтропия вещества в кристаллическом состоянии ниже энтропии жидкости и газа. Отличительная особенность кристалла состоит в том, что его свойства неодинаковы в различных направлениях (анизотропия). Для обозначения жидкого и кристаллического состояний вещества принято также название конденсированное состояние . [c.10]

Можно указать две основные причины возникновения дефектов в кристаллах. Первая обусловлена тепловым движением частиц, формирующих кристалл. С повышением температуры твердого тела энергия такого движения растет, поэтому возрастает и вероятность образования подобного рода дефектов, обычно называемых собственными или тепловыми. Другой вид дефектов связан с наличием в структуре вещества тех или иных примесей. Вообще говоря, абсолютно химически чистых веществ не существует. Однако влияние примесей на свойства вещества может быть незначительным, и тогда их присутствием пренебрегают. Когда присутствующие примеси существенно изменяют свойства твердого тела, говорят о дефектах химического состава кристалла или примесных дефектах. [c.87]

В пределах правильно сформированного кристалла пространство можно разбить на систему идентичных параллелепипедов, каждому из которых соответствует одна или несколько частиц вещества, определенным образом расположенных в пределах параллелепипеда. Та- [c.115]

В пределах правильно сформированного кристалла пространство можно разбить на систему идентичных параллелепипедов, каждому из которых соответствует одна или несколько частиц вещества, определенным образом расположенных в пределах параллелепипеда. Параллелепипеды минимального размера называют элементарными ячейками кристалла. Состояние всех однотипно расположенных частиц одинаково для всех элементарных ячеек, за исключением тех, которые находятся на поверхность кристалла и лишены некоторого количества соседей. Совокупность упакованных элементарных ячеек образует кристаллическую решетку. Вершины элементарных ячеек называются узлами кристаллической решетки. [c.128]

Возрастание энтропии связано с самопроизвольным переходом вещества из состояния со строго упорядоченным расположением частиц (в кристалле) в состояние с большим (в жидкости) и наибольшим (в газе) молекулярным беспорядком. Максимальной энтропии отвечало бы состояние газа с совершенно равномерным распределением хаотически движущихся частиц по объему. Опыт, однако, показывает, что в реальных системах равномерное распределение частиц осуществляется лишь как среднее во времени. В каждый же данный момент, в результате беспорядочного движения молекул, имеются местные отклонения от равномерного распределения (флуктуации) временное увеличение концентрации молекул в одних участках объема и уменьшение в других. Поэтому можно говорить о более или менее вероят Ных состояниях системы. В частности, состояния с более равномерным распределением частиц более вероятны по сравнению с состояниями, в которых наблюдаются значительные статистические колебания в распределении частиц. [c.99]

Исследования твердых веществ подтвердили, что частицы в кристаллах (атомы, ионы или молекулы) располагаются закономерно, образуя пространственную кристаллическую решетку. Вопросы внешней формы кристаллов и геометрические закономерности расположения частиц в пространстве составляют предмет геометрической кристаллографии. В физической химии кристаллы изучаются главным образом с точки зрения выяснения зависимости свойств и формы кристаллов от характера связи между частицами, образующими кристалл. [c.47]

Рассмотрение равновесия между растворяемым веществом и растворителем объясняет существование пересыщенных растворов, в которых формально содержится большее количество растворенного вещества, чем это отвечает определению насыщенного раствора. Отметим, что расположение частиц в кристалле является строго упорядоченным и поэтому для начала кристаллизации необходимо, чтобы 4—8 частиц вещества, хаотически перемещающихся, оказались случайно расположенными так, как этого требуют законы кристаллической структуры. До образования центров кристаллической решетки кристаллизация невозможна, и какое-то время может существовать пересыщенный раствор. [c.148]

Энергия решетки. Силы притяжения между- частицами в кристалле могут быть охарактеризованы энергией решетки, обозначаемой через и и выражаемой в килокалориях на моль вещества. [c.115]

Геометрическое подобие пространственных решеток кристаллов, причем и расстояние между центрами соседних частиц приблизительно одинаково. Так, изоморфные ряды могут образовывать только вещества, кристаллы которых однотипны в кристаллографическом отношении. Например, кристаллы всех веществ, приведенных в примере выше во втором и третьем рядах, имеют ромбическую структуру. [c.128]

Поверхностные слои атомов — грани тела — направлены друг к другу под определенными углами, благодаря чему вещества в твердом состоянии имеют индивидуальную форму и называются кристаллами. Кристаллическая структура вещества термодинамически более устойчива, чем аморфная. Это объясняется тем, что регулярное расположение частиц в кристалле позволяет им устанавливать между собой максимальное число связей, что способствует снижению запаса внутренней энергии в веществе. [c.85]

Говоря о химических веществах мы различаем три агрегатных состояния, в которых они могут находиться твердое, жидкое и газообразное. Условия перехода из одного состояния в другое зависят от характера связи между частицами вещества, описанного в предыдущих параграфах. При этом надо иметь в виду, что переход из одного агрегатного состояния в другое может сопровождаться изменением самого типа связи. Например, исчезает металлическая связь при испарении металла в результате плавления неметаллических и полупроводниковых атомных кристаллов возникает металлическая проводимость жидкости и т, д. [c.148]

В зависимости от относительных размеров частиц, образующих кристалл, и типа химической связи (ее направленности) вещества образуют кристаллы различной формы, определяемой способом соединения частиц. Число этих форм ограничено. [c.152]

Реальные кристаллы. Рассмотренные закономерности формирования идеальных кристаллических веществ позволяют объяснить м1 огие свойства реальных кристаллов, с которыми обычно приходится иметь дело в практике. В реальных твердых телах могут наблюдаться самые разнообразные искажения строгой периодичности, структурные нарушения, которые получили название дефектов (несовершенств). К одному из видов дефектов можно отнести и наличие в структуре вещества примесных химических включений. Другую разновидность дефектов в кристаллах порождает нарушение теплового движения частиц. С повышением температуры твердого тела энергия движения частиц, формирующих кристалл, растет, поэтому и вероятность образования тепловых (собственных) дефектов возрастает. Та или иная частица, приобретая повышенный запас энергии, может покидать узлы кристаллической решетки, тогда образуется точечный дефект. Возможно в конечном Итоге нарушение стехиометрии исходного вещества с образованием ряда новых, близких по стехиометрическому составу химических соединений. [c.141]

В зависимости от природы частиц, образующих кристалл, и характера связи между ними различают четыре основных типа структур кристаллических веществ, или кристаллических решеток,— атомную, ионную, металлическую и молекулярную (рис. 6.1). [c.78]

В отношении внутреннего строения различие между кристаллическим и аморфным состояниями вещества состоит в следую1И,ем. Упорядоченное расположение частиц в кристалле, отражаемое элементарной ячейкой, сохраняется на больших участках кристаллов, а в случае хорошо образованных кристаллов — во всем их объеме. В аморфных телах упорядоченность н раеположеиии частиц наблюдается только на очень малых участках. Кроме того, в ряде амор(()иых тел даже эта местная упорядоченность носит лишь приблизительный характер. Это различие можно коротко сформулировать следующим образом структура кристаллов характеризуется дальним порядком, структура аморфных 1СЛ — бли ж н и м. [c.164]

Энтропия равна нулю у идеально правильно построенных кристаллов прн температуре О К, так как прн этом расположеЕгие узловых частиц в кристаллической решетке характеризуется пде альным порядком — узловые частицы в кристалле неподвижны. С поБЫшением температуры энтропия возрастает, так как интенсифицируется движение частиц, вследствие чего увеличивается число способов их размещения. Энтропия возрастает при плавлении кристаллов и особенно при переходе вещества в газообразное состояние. [c.85]

Наиболее сильное взаимодействие между частицами проявляется в кристаллическом состоянии вещества. Сила этого взаимодействия такова, что частицы образуют определенную пространственную структуру —/срисгалл, в котором они закономерно расположены на фиксированном расстоянии друг от друга. Кристалл ограничен плоскими гранями, которые пересекаются по прямым линиям — ребрам. Углы между гранями обусловлены внутренним строением кристалла и зависят от типа химической связи между частицами, от ее энергии, углов и числа связей между частицами. Существование кристаллов является следствием исключительно высокого порядка в расположении частиц, составляющих кристалл. [c.158]

Максимальное сходство жидкости с твердым веществом наблюдается вблизи температуры кристаллизации. Изменение физикохимических свойств вещества при его отвердевании (плавлении), как правило, невелико. Это видно из данных табл. 1.16, в которой приводятся относительные изменения объема V, теплоемкости С и коэффициентов сжимаемости х при плавлении, а также теплоты плавления ЛЯ л для некоторых металлов. Аналогичная закономерность наблюдается для самых различных веществ (а не только для металлов) и для многих других свойств. Так, для большинства веществ изменение объема при кристаллизации составляет 10%. Это означает, что меж-частичное расстояние меняется всего лишь на 3%, т. е. расположение частиц в жидкости близко к их расположению в кристалле. Близость же значений теплоемкости жидкого расплавленного и отвердевЩего вещества свидетельствует о сходстве теплового движения частиц в жидких и твердых телах. Их энергетическое сходство при температуре плавления подтверждается и тем, что в отличие от теплот парообразования йЯп>р теплоты пла1 ения ДЯлл невелики. Так, для иодоводорода йЯ .р-21 кДж/моль, а ДЯял-2,9 кДж/моль (см. также табл. 1.16), Это свидетельствует, что в жидкости, по крайней мере вблизи температуры кристаллизации, упорядоченное расположение частиц, свойственное кристаллам, утрачивается лишь частично. Представления, основанные на близости жидкости к кристаллу, впервые выдвинул Я. И. Френкель (1934 г.). [c.166]

Скорость формирования кристаллов при выделении вещества из раствора или расплава зависит от большого числа факторов. Одним из наиболее общих условий при сопоставлении разных веществ является степень симметрии кристаллов и степень симметрии самих частиц, из которых он образуется. Чем симметричнее расположены частицы в кристалле, тем большее число различных относительных положений частиц отвечает правильному положению их в кристалле. Например в кристалле Na l для каждого данного иона натрия существует шесть положений иона хлора, равноценных между собой и отвечающих нормальному расположению этих ионов в кристалле При формировании же кристаллов силикатов, обладающих структурой с низкой симметрией (см. гл. П1, 4), число равноценных относительных положений ионов, отвечающих нормальному расположению их в кристалле, значительно меньше. Поэтому вероятность возникновения таких относительных положений частиц, а следовательно, и скорость формирования кристаллов в этом случае соответственно меньше. [c.20]

Неоднородность структуры поверхности кристалла предопределяет возможность наличия вдоль нее градиента химического потенциала. Это приводит к поверхностной самодиффузии (диффузии вещества кристалла) и гетеродиффузии (диффузии чужеродных частиц). Эти процессы идут в направлении выравнивания поверхности граней, залечивания их дефектов. Кроме того, распространению вещества по поверхности (его ползучести, растеканию) способствуют неровности, которые служат стоками для диффундирующих частиц. [c.342]

Число ближайших соседних частиц, вплотную примыкающих к данной частице в кристалле или в отдельной молекуле, назысается координационным числом. В решетке хлорида натрия координационные числа обоих ионов равны 6. Итак, в кристалле хлорида натрия нельзя выделить отдельные ионные молекулы соли. Их нет. Весь кристалл следует рассматривать как гигантскую макромолекулу, состоящую из равного числа ионов и С1 , например Ыа,Х , где п— большое число (см. рис. 1.21). Связи между ионами в таком кристалле весьма прочны. Поэтому вещества с ионной решеткой обладают сравнительно высоко11 твердостью. Они тугоплавки и малолетучи. [c.54]

Однако в любом случае изменяются термодинамические свойства и подвижность реагирующих веществ, когда они находятся в растворе. Поэтому в зависимости от природы растворителя одна и та же реакция имеет разные скорости. Влияние растворителя на кинетику реакций определяется различием между природой газовых смесей и растворов веществ в конденсированных фазах. Близость кинетических закономерностей в двух конденсированных фазах (твердой и жидкой) объясняется упорядоченностью частиц в кристаллах, которая в определенной степени сохраняется и в жидкостях. В противоположность газам, где реакции проходят при столкновении свободно двигающихся по всему объему молекул, в конденсированных фазах, в частности в жидкостях, свободный объем очень мал. Поэтому движение молекул реагирующих веществ ограничено объемом некоторой ячейки или клетки, в которую они заключены, и образованной молекулами растворителя. Частица растворенного вещества может вырваться из своего окружения и вступить в реакцию лищь после большого числа тепловых колебаний. Вероятность ш такого выхода зависит от частоты тепловых колебаний V и должна быть равна или больше некоторого энергетического барьера Е, т. е. l 7=ve-E/ г [c.451]

Представления о молекулах. Молекула — наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами и способная к самостоятельному существованию. Атомы, образующие молекулы, связаны между собой теми или иными видами химической связи, более прочными, чем межмолекулярные. По числу атомов молекулы различаются в чрезвычайно широких пределах от двух до многих тысяч (макромолекулы). Наиболее четко молекулярная структура проявлена в газах, где связь между молекулами практически отсутствует. Примерами могут служить газообразные Н , Г Нд, СО , СН,, суммарная энергия связей в которых равна 431, 1046, 1406, 1431кДж/моль соответственно. В молекулярных жидкостях и кристаллах прочность межмолекулярных связей [c.233]

Среди веществ с валснтпы.мп связями частиц в кристаллах есть вещества со слоистыми решетками. К их числу относятся графит, гексагональные мышьяк, сурьма и висмут, сложное вещество СсИг и др. В решетке графита рис. 49) атомы углерода располагаются слоями в каждом слое они размеще 1Ы в вершинах правильных [c.164]