Колебания атомов в кристаллах ионов в кристаллах

При выяснении понятия эффективный радиус было допущено, что частицы, составляющие кристалл, имеют форму шара. Однако это не всегда так. Каждая частица (атом, ион, молекула) содержит определенное, свойственное данному веществу, количество положительных и отрицательных зарядов, взаимодействующих друг с другом. Силу взаимодействия всех положительных зарядов можно заменить одной равнодействующей. Точка приложения этой равнодействующей называется центром тяжести положительных зарядов. частиц. То же относится и к сумме всех отрицательных зарядов, равнодействующая которых приложена к центру тяжести отрицательных зарядов. Если центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают, частица неполярна и может быть представлена шаром. Когда же центры тяжести положительных и отрицательных зарядов частицы разобщены и находятся друг от друга на некотором расстоянии, частица представляет собой диполь, а форма ее лишена шарообразности. Шар будет деформирован. Одной из причин, вызывающих деформацию частицы, является превращение нейтральной частицы в диполь, т. е. процесс поляризации. Подобная деформация вызывается действием 1) электрического поля, 2) электромагнитных колебаний светового луча, 3) электрического поля рядом расположенных ионов и 4) изменением теплового состояния вещества. Естественно, что кристаллическая решетка, составленная из шарообразных частиц, при плотнейшей укладке их будет отличаться от решеток, составленных из тех же частиц после деформации их в результате поляризации. [c.134]

Идеальный порядок атомов или ионов в кристалле возможен (если не учитывать нулевые колебания) лишь при недостижимой (согласно третьему началу термодинамики) температуре О К. Повышение температуры, как было показано в подразд. 2.3, ведет к появлению отклонений положений атомов от своих средних позиций. Эти отклонения возникают в результате тепловых колебаний составных частей решетки. Средняя амплитуда этих колебаний мала по сравнению с межатомным расстоянием даже при высоких температурах. Вместе с тем из-за наличия флуктуаций энергии всегда существуют атомы (ионы), отклонение которых от механически равновесного положения настолько велико, что они способны покинуть регулярные позиции в узлах решетки и перейти в междоузлия. В результате этого процесса, называемого раз-упорядочением по Френкелю, в кристалле возникают точечные дефекты двух видов — вакансии и внедренные атомы (рис. 3.1, а). Название точечные дефекты при этом является довольно условным, ибо вакансии и внедренные атомы могут искажать вокруг себя решетку на значительные расстояния. Если атом, покидая регулярные узлы решетки, переходит на поверхность кристалла, достраивая его, то образуется только один вид дефектов — вакансии (разупорядочение по Шоттки) (рис. 3.1, б). [c.118]

При очень низких температурах, которые стали доступными в настоящее время (см. примечание на стр. 111), составляющая теплоемкости Ср, обусловленная энергией колебания атомов и ионов, образующих кристаллическую рещетку, становится очень малой — большей частью не превышает 10 —10 кал/ град г-атом). В этих условиях в металлических кристаллах выявляется составляющая теплоемкости, обусловленная движением электронов. Эти две составляющие могут быть определены раздельно благодаря сильному различию их зависимости от температуры. Первая из них Ср, реш возрастает с повышением температуры прямо пропорционально третьей степени температуры, а вторая Ср,эц (кроме сверхпроводников в области сверхпроводимости) — пропорциональна первой степени ее. В соответствии с этим температурная зависимость суммарной теплоемкости может быть представлена в форме [c.154]

Область химической кинетики, посвященная взаимодействию между веществом и излучением, соответствующим переходам между различными энергетическими состояниями внешних электронов атомов и молекул, называется в классической химии фотохимией. Длины волн фотонов этих излучений лежат в пределах от ближней инфракрасной области для некоторых фотографических процессов (т. е. 10000 А) до дальней ультрафиолетовой области (порядка 1000 А), с которой приходится иметь дело при исследовании некоторых спектров поглощения, а также ионных кристаллов. Соответствующий интервал энергий составляет примерно от 1,2 до 12 eV. Происходящие при этом первичные процессы весьма просты, хотя их детальный механизм хорошо изучен лишь для немногих реакций. Молекула, поглощающая фотон, переходит в возбужденное состояние, после чего в течение известного промеж ггка времени могут происходить различные процессы, причем длительность этого промежутка имеет порядок одного периода колебания (10" сек.) или значительно больше. В зависимости от свойств молекул происходят те или иные процессы, которые отличаются друг от друга, в частности, своими скоростями. Такими процессами являются флуоресценция, простой распад, передача энергии другой молекуле или атому физическим или химическим путем (например, фотосенсибилизация), а также внутренние превращения, связанные с [c.55]

Хотя нитратный ион является сравнительно слабым лигандом, он образует некоторые комплексы. Гейтхауз, Ливингстон и Найхольм [74а] изучили спектры нескольких таких комплексов для выяснения влияния координации на спектр иона. Свободный ион N0" имеет высокосимметричную структуру в виде правильного треугольника и обладает, когда он находится в кристалле в виде некоординированного аниона, т олько одной полосой валентного колебания N0, одной полосой плоского деформационного колебания О—N—О и одной полосой неплоского деформационного колебания (если не принимать во внимание слабых полос, обусловленных возмущениями в кристаллическом поле). При координации через атом кислорода симметрия понижается до и порядки связей N0 изменяются вследствие этого спектр становится богаче. Гейтхауз и сотрудники, используя сопоставление с метилнитратом, предложили отнесение полос координированного иона нитрата и указали на наличие корреляции между частотой валентного колебания Oj,N—0(—М) и степенью ковалентности связи М—О. [c.345]

Относительно молекулы адсорбата делаются и некоторые другие упрощающие предположения. Например, в случае расчета изменения частоты vs молекулы H N при адсорбции на плоскости (100) кристалла Na I допускалось, что молекула H N ориентируется нормально к поверхности и присоединяется к поверхностному иону С1 через атом водорода [41]. Поверхность рассматривалась как идеально плоская и однородная. Расстояние от центра H N до центра иона С1 находилось из условия минимума энергий притяжения и отталкивания. Колебание vs (валентное колебание СН, см. главу VII) молекулы H N рассматривалось как колебание ангармонического осциллятора. Энергетические уровни такого возмущенного ангармонического осциллятора рассчитывались методом возмущений. Потенциал возмущения при этом выражался суммой дисперсионного, электростатического, ориентационного и индукционного потенциалов и потенциала отталкивания, которые рассчитывались по обычным формулам для адсорбции на поверхности ионных решеток (см., например, [42]). Наибольшие затруднения вызывает при этом учет потенциала отталкивания. [c.49]

Образование бертоллидов в широком смысле слова, т. о. соединений переменного состава с дробными отношениями атомных концентраций, должно наблюдаться, как правило, в реальных кристаллах (особенно не имеющих молеку лярной или чисто ионной решётки). Степень колебания концентраций зависит от условий возникновения кристалла и характера связи в последнем (определяемой, в свою очередь, строением ато-мов-нартнёров и их способностью к возбуждению переменной валентности). [c.224]