Координационное число н структура кристаллическая

Координационное число металла при образовании ОЦК решетки равно восьми. Такая решетка, как уже говорилось, свойственна, например, металлическому натрию, железу при температуре до 911 °С. Атом натрия имеет один электрон на внешней электронной оболочке, с помощью которого он образует металлическую связь с другими атомами. В то же время остальные его валентные орбитали являются вакантными. Избыток числа орбиталей над числом электронов приводит к образованию такой структуры, когда каждый атом натрия создает у себя устойчивую восьми-электронную оболочку благородных газов, отстоящих как слева (N6), так и справа (Аг) от натрия в периодической системе. Это достигается при количестве ближайших атомов в кристаллической решетке (координационном числе) равном восьми. Аналогично, атом хрома в основном [c.320]

В кристаллическом же состоянии электрические моменты диполей отдельных связей (даже если они и существуют) взаимно скомпенсированы и суммарный собственный электрический момент диполя в кристалле равен нулю. Поэтому исследования поляризационных явлений в кристаллах дают мало информации о направленности связей и структуре. Однако и в кристаллическом состоянии эта направленность существует, что особенно ярко проявляется в кристаллах с преимущественно ковалентной связью (кремний, германий, 1пР, 2п5 и т. п.). Связи в таких кристаллах направлены к вершинам тетраэдра (см. рис. 3 и 4), поэтому подобные вещества часто называют тетраэдрическими фазами. Жесткая пространственная направленность ковалентных связей предопределяет образование рыхлых кристаллических структур с низкими координационными числами (как правило, не выше четырех). Для солеобразных и металлических кристаллов, в которых доминирует, соответственно, ионная и металлическая составляющая связи, характерны плотные и плотнейшие упаковки с координационными числами 6—8 для ионных и 8—12 для металлических решеток. Здесь значительную роль играют размеры взаимодействующих атомов, которые и определяют координационное число в кристаллических решетках. Однако при этом сохраняется определенная направленность химической связи, что проявляется в пространственной периодичности строения кристаллов. На существование электронных мостиков между взаимодействующими атомами указывают [c.82]

Ионная кристаллическая решетка содержит в своих узлах ионы чередующихся зарядов противоположного знака. Связь между ионами не имеет специфической направленности и обусловлена электростатическими взаимодействиями. Каждый ион контактирует с несколькими ионами противоположного заряда, в связи с чем в ионном кристалле отдельные молекулы не могут быть выделены. Число ионов, скоординированных около данного иона, называется координационным числом оно зависит как от соотношения значений зарядов, так и ог соотношения размеров ионов, составляющих кристаллическую решетку. Так, например, в хорошо известной структуре хлорида натрия (рис. 10) ионы натрия и хлорид-ионы закономерно чередуются вдоль трех взаимно перпендикулярных направлений, так что координационное число каждого нз них равно 6. Ионная кристаллическая решетка присуща различным солям. Ионным кристаллам свойственны значительная твердость, сравнительно небольшая летучесть и довольно высокие температуры плавления. [c.70]

Для большинства неорганических кристаллических веществ характерно полимерное строение Молекулярные решетки встречаются чрезвычайно редко, что было установлено уже в первых рентгеноструктурных исследованиях. Тогда же было показано, что координационное число элементов кристаллической решетки, как правило, больше числа его обычной валентности (степени окисления), что позволяет рассматривать неорганические полимерные соединения как комплексные. Комплексные составляющие таких неорганических полимеров можно условно выделить на основании анализа кристаллической структуры. [c.671]

На рис. 14-10 показаны кристаллические структуры нескольких типов ионных кристаллов. Хлорид цезия кристаллизуется в структуру, в которой и катион, и анион имеют координационное число 8. Сульфид цинка образует кристаллы в одной из двух структур-так называемой структуре цинковой обманки и структуре вюртцита, в которых у катиона и аниона координационное число 4. Фторид кальция кристаллизуется в так называемой структуре флюорита, где катион имеет координационное число 8 (каждый ион кальция окружен восемью фторид-ионами), а анион-4. Одной из кристаллических форм диоксида титана является структура рутила, в которой координационные числа для катиона и аниона разны соответственно 6 и 3. [c.609]

На этом основании было сформулировано кристаллохимическое правило Юм-Розери, согласно которому координационное число в кристаллических структурах простых веществ, расположенных справа от границы Цинтля, равно % — М, где Л —номер группы Периодической системы. Для элементов У1А-группы (8, 8е, Те), у которых до октета недостает двух электронов, структурными элементами в кристаллах простых веществ являются линейные зигзагообразные цепочки (или замкнутые кольца) с к.ч. 2, которые между собой связаны слабыми силами Ван-дер-Ваальса. При этом расстояния между ближайшими соседями в пределах одной цепочки также значительно меньше, чем между цепочками [c.242]

Величины эффективных радиусов зависят от типа связи и довольно резко меняются при его изменении. В пределах одного типа связи на величину эффективного радиуса частицы влияют координационное число, структура решетки и химическая природа частиц. Исходя из максимально плотной упаковки, отрицательные ионы, имеющие большие размеры, чем положительные, должны возможно теснее группироваться вокруг последних. Число, показывающее, сколько атомов или ионов окружают каждый данный атом или ион в кристалле, называется координационным числом. Координационные числа разных веществ могут быть равны 2, 3, 4, 5, 6, 8 и 12. Встречаются кристаллические решетки (у некоторых металлов) с координационным числом 14. [c.146]

На примере а-Мп можно убедиться в том, что равноценность всех атомов в кристаллической структуре простого вещества не обязательна. В самом деле, 58 атомов Мп, приходящихся на одну ячейку, распадаются на четыре группы, или четыре сорта по 2, 8, 24 и 24 атома. Никакими симметрическими преобразованиями нельзя совместить атомы одного сорта с атомами других сортов. Это обстоятельство позволяет предполагать, что электронное состояние у этих атомов тоже различное. Как ни своеобразен структурный тип а-Мп, все же видно большое сходство его с нормальным и структурами металлов та же высокая симметрия (кубическая), те же большие координационные числа. Структура а-Мп имеет усложненный структурный тип объемноцентрированной кубической решетки. [c.255]

Как видно, вычисление ионности связи в кристаллах по формулам (2.78) и (2.80) не составляет большого труда, однако требует известных навыков и знания кристаллической структуры рассматриваемого соединения. Поэтому для удобства читателя мы произвели соответствующие расчеты пол и крист для наиболее распространенных и часто используемых в физико-химической практике кристаллических веществ, результаты которых приведены соответственно в табл. П и П1 приложения. Во всех случаях вычисления производились до третьего десятичного знака и округлялись до второго. Координационные числа всех кристаллических соединений брались [c.111]

Так как координационные числа атомов в кристаллических решетках металлов высоки, а внешних валентных электронов мало, орбитали атомов щелочных элементов представлены всего одним электроном (Li — ls 2s Na — ls 2s 2p 3s и т. д.), и применение метода ВС при рассмотрении структуры металлов встречает огромные трудности. [c.121]

Существенные сведения относительно природы химической связи в металлах можно получить на основании двух характерных особенностей по сравнению с ковалентными и ионными соединениями. Металлы, во-первых, отличаются от других веществ высокой электропроводностью и теплопроводностью, во-вторых, в обычных условиях являются кристаллическими веществами (за исключением ртути), структуры которых характеризуются высокими координационными числами. [c.104]

Для некоторых металлов характерна иная кристаллическая решетка, а именно кубическая объемноцентрированная. Такую структуру, в частности, имеют щелочные металлы (см. рис. 1.73). Координационное число в этом случае равно 8. [c.157]

Крупные многозарядные ионы редкоземельных элементов в кристаллах сложных оксидов приводят к высоким (8 и более) координационным числам лантаноидов. Это в свою очередь обусловливает уникальные возможности стабилизации сложных кристаллических структур и аномально высоких степеней окисления других металлических компонентов, например меди -[- 3. Не случайно, что именно на основе лантаноидов и иттрия создана высокотемпературная сверхпроводящая оксидная керамика. [c.153]

Строение остова отражается структурной формулой соответствующего соединения, которая устанавливается методами химического анализа, синтеза и путем всестороннего исследования свойств вещества. Исходя из структурной формулы, т. е. химического строения, по данным, характеризующим распределение электронной плотности по объему вещества, получаемым методом рентгеноструктурного анализа из интенсивности дифракционных лучей, может быть построена атомная модель любого кристаллического вещества. Как мы отмечали выше, по экспериментальным кривым углового распределения интенсивности можно также определять межатомные расстояния и координационные числа в структуре аморфных веществ. Этим путем, к сожалению, нельзя получать углы между связями, но они могут быть рассчитаны квантовомеханическими методами. Таким образом, оперируя экспериментальными и расчетными данными, можно построить атомарную модель твердого вещества как кристаллического, так и непериодического строения. Особенно интересно создание подобной модели для аморфных веществ, поскольку их структура ре может быть выражена кристаллической решеткой. Построение их модели облегчается наличием остова. [c.163]

Приведены значения металлических радиусов атомов (нм), найденные путем деления пополам кратчайших межатомных расстояний в кристаллических структурах простых веществ с координационным числом 12. При других значениях координационного числа учитывается необходимая поправка. В скобках указаны ковалентные радиусы. [c.209]

Здесь и в последующих таблицах части III книги приведены значения атомных радиусов, полученные путем деления на 2 межатомных расстояний в кристаллических структурах с координационным числом 12. [c.382]

Элементарная ячейка — наименьший объем кристаллической решетки, с помощью которой можно построить (мысленно) всю структуру кристалла путем последовательного приложения таких ячеек друг к другу в трех пространственных направлениях, т. е. путем параллельного переноса (трансляции) ячейки в трех направлениях (рис. 4.2). Для описания кристаллической решетки достаточно знать расположение частиц в элементарной ячейке, которое характеризуется ее параметрами. Параметры элементарной ячейки включают длины ее ребер — периоды идентичности, или периоды решетки, а, Ь, с и углы между ребрами, а, 7. Число частиц, непосредственно окружающих данную частицу в кристаллической решетке и расположенных на ближайших и одинаковых расстояниях от центральной частицы, — это ее координационное число. [c.159]

Иодид серебра. Исследование иодида серебра при температурах от 30 до 210 °С и при давлениях до 700 МПа рентгенографическим способом дало возможность построить фазовую диаграмму этого вещества (рис. 43). Как видно, в этих пределах давлений и температур Agi существует в трех кристаллических модификациях. При комнатных температурах и давлениях менее 300 МПа иодид серебра Agi II имеет структуру типа ZnS С координационным числом 4. При увеличении давления до 355 МПа происходит обратимый переход Agi II в Agi III. [c.155]

Бернал и Фаулер (Англия), впервые проделавшие тщательное рентгеноструктурное исследование воды, установили в 1933 г., что и воде остаются фрагменты структуры льда — кристаллические островки (см. стр. 278) для воды это явление выражено более резко, чем для большинства других жидкостей. Для большей части молекул в жидкой воде сохраняется тетраэдрическое окружение, которое они имели в структуре льда среднее координационное число молекул в жидкой воде близко к четырем — при 2, 30 и 83° С оно равно соответственно 4,4 4,6 и 4,9. Большая часть водородных связей, соединяющих молекулы Н О в решетке льда, сохраняется и в воде доля разорванных водородных связей при О, 25, 60 и 100° С составляет соответственно 9, 11, 16 и 20%. [c.279]

Координационное число Тип кристаллической структуры и ее характерные (аойства [c.607]

Изменения плотности, электропроводности и других физических свойств при плавлении показывают, что расплавы многих из этих элементов обладают более металлическим характером и их структуры имеют более высокие координационные числа, чем кристаллические модификации, устойчивые ниже точки плавления [5]. Изменение удельной электропроводности при плавлении показано на рис. 109. Значения энтропии плавления для них также гораздо выше, чем для истинных металлов, что указывает на отчетливо выраженное изменение структуры при плавлении [11]. Однако изменение структуры не заканчивается при температуре, немного превышающей точку плавления. Температурная зависимость атомного объе ма, электропроводности и магнитных свойств мышьяка показывает, что хотя структурный переход в значительной степени н происходит в интервале между точкой плавления (818°) и 850°, он не завершается даже при 1000°. Более легко этот переход происходит в случае 5Ь и В1. Исследование структуры расплавленных 51 и Ое методом дифракции рентгеновских лучей свидетельствует, что углы между связями не отклоняются от тетраэдрического столь сильно, как в белом олове. Таким образом, на структуру расплава в большей или меньшей степени влияют направленные ковалентные связи, ответственные за сетчатое или высокополимерное строение кристаллических модификаций. [c.262]

В<сьма разнообразны также оксиды, в которых координационное число кислорода превышает значение его максимальной валентности, т. е. больше четыр( X. Например, в кристалле MgO координационное число кислорода равно шести, а в кристалле NaoO восьми. Согласно теории молекулярных орбита-лей эта обусловлено тем, что в кристалле М 0 (структурный тип Na l) каждый атом С (за счет 2р -, 2р, - и 2р -орбиталей) объединяется с шестью соседними атомами Vlg посредством трех трехцентровых связей. Аналогично построены кристаллические МпО, FeO, СоО, NiO и другие оксиды со структурой тина Na l. [c.311]

Минералы силлиманитовой группы и муллит. Минералы группы силлиманита имеют общую формулу АЬОз- Si02 и включают кианит (дистен), андалузит и силлиманит. Для структуры этих минералов характерно наличие цепочек (параллельных оси с) из октаэдров [AI06] , однако расположение цепочек в элементарных ячейках может быть различным. Соседние октаэдры соединены через общее ребро, соединяющее два иона 0 -. Цепочки с четырех сторон соединены островными тетраэдрами [8104]чередующимися с полиэдрами [АЮт], равными у всех минералов. Алюминий в кристаллической структуре силлиманита имеет координационное число 4 и 6, в андалузите— 5 и 6, в дистене —только 6, следовательно, структура дистена наиболее плотная. [c.142]

Возможные типы регулярных укладок подробно исследовали в связи с их аналогией упорядоченному расположению атомов или ионов в кристаллической решетке [5]. Так, 71,ля простой кубической укладки координационное число Nk=.Q (4 соседа в горизонтальной плоскости и по одному сверху и снизу) порозность е = 0,476 расстояние между параллельными плоскостями, проходящими через центры шаров, равно d максимальный просвет (живое сечение) в плоскости соприкосновения шаров соседних рядов ()max = 1, а минимальный — в плоскости, проходящей через их центры, — tfmin = 0,214. При максимально плотной гексагональной упаковке Nk = 12 (6 соседей в вершинах правильного шестиугольника в горизонтальной плоскости и по три сверху и снизу в промежутках между шарами этой плоскости) порозность е = 0,2595 расстояние между соседними плоскостями 0,707 просветы ifmax = 0,349 и ifmin = 0,214. Возможны и другие упорядоченные структуры с промежуточными значениями е и четными координационными числами А/к = 8, 10 и 12. Комбинированные расположения соседних плоскостей могут давать упорядоченные упаковки с промежуточными, нечетными значениями iVk = 5, 7, 9 и 11. При более рыхлых расположениях без непосредственного контакта шаров одного горизонтального ряда возможна, например, упаковка типа кристаллической решетки алмаза [6] с Л/ к = 4 и s = 0,66. [c.8]

Ионные кристаллы состоят из бесконечных рядов чередующихся положительных и отрицательных ионов, удерживаемых вместе электростатическими силами. Эти силы ничем не отличаются от тех, которые обеспечивают устойчивость молекулы Na l в паровой фазе. В твердом Na l ионы Na " и l расположены таким образом, чтобы между ними обеспечивалось максимальное электростатическое притяжение, и это обусловливает кристаллическую структуру, показанную на рис. 14-9. В кристалле Na l каждый ион Na имеет координационное число 6 и каждый ион С1 точно так же окружен шестью ионами Na . Ионные связи обладают боль- [c.607]

Кристаллические решетки, которые образуют металлы, называются металлическими. В узлах их находятся положительные попы металлов, а свободные валентные электроны осуществляют иелокализованную химическую связь. Для металлических решеток, как указывалось (см. 5.6), характерны высокие координационные числа большинство металлов кристаллизуется в структурах плотнейших упаковок — гексагональной и гранецентрированной кубической решеток с координационным числом 12, кубической объемно центрированной с координационным числом 8 (рис. 5.14 и 5.18). [c.134]

Координационными или комплексными называют соединения, содержащие центральный атом или ион и группу молекул или ионов, его окружающих и связанных с ним (лигандов). Число лигандов, связанных с центральным атомом (ионом), называют координационным числом иона. Оно зависит как от электронной структуры, так и от соотношения между радиусами центрального атома (иона) и лигандов. Координационное число центрального атома (иона) обычно превышает его валентность, понимаемую как формальный положительный заряд на атоме. Высокая устойчивость многих комплексных соединений указываает, что химическая связь в них не отличается по своей природе от химической связи в обычных ионных или ковалентных соединениях. В большинстве координационных соединений центром является ион переходного металла (Т , Со , Сг " и др.), а лигандами — ионы или полярные молекулы (обладающие к тому же неподеленной парой электронов.) Именно поэтому электростатические представления легли в основу теории комплексных соединений, так называемой теории кристаллического поля, учитывающей также квантовомеханические особенности строения электронной оболочки центрального иона (Бете, Ван Флек). [c.120]

Бернал и Фаулер в результате реитгеноструктурного исследования воды установили, что в ней остаются группировки молекул, сходные со структурой льда. Для большей части молекул в жидкой воде сохраняется тетраэдрическое окружение, которое они имели в структуре льда среднее координационное число молекул в жидкой воде близко к четырем. Наличие элементов кристаллической структуры у воды, а также большого дипольного момента у ее молекул обусловливает высокое значение диэлектрической проницаемости воды при 25° С она равна 79,5. Это означает, что взаимодействие между заряженными частицами в водной среде почти в 80 раз слабее, чем в вакууме. [c.81]

Замечательно, что различные структурообразующие факторы не только сосуществуют, но и дополняют друг друга. При их разных сочетаниях осуществляется либо кристаллизация с различной плотностью укладки структурных единиц, либо более сложный процесс, который можно называть в отличие от кристаллизации структурообразованием, приводящий к образованию невообразимого множества однотипных, но все же различных индивидуальных структур, о которых говорилось выше. Таким примером снижения плотности укладки малых нульмерных структурных единиц в результате вмещательства ковалентной составляющей связи является образование сравнительно неплотных кристаллических структур щелочных металлов и металлов IV В — VI В групп, а также железа, для которых координационное число равно всего восьми. [c.160]

Соединения Э (П1) — чаще всего белые кристаллические вещества. Их структура характеризуется высокими координационными числами Э. Так, координационное число Ьа (ПЛ) в кристаллах ЬаС1з и Ьа(ОН)з равно 9, а в кристаллах ЬзгЗз и ЬаЫ 8. [c.546]

Кристаллические решетки металлов имеют высокие координационные числа атомов (ионов), которые определяются числом ближайших соседей, окружающих данный атом (см. 9.1). Большинство металлов кристаллизуются в структурах плотнейших упаковок — гексагональной (Mg, Ве, d, Zn и др.) или гранецентрированной кубической (Си, Ag, Au, Al, Ni и др.). Такие структуры характерны для кристаллов, образованных сферическими частицами одинакового размера (рис. 5.11), координационное число для них равно 12, степень заполнения пространства составляет74%. Щелочные металлы, а также V, Сг, W и другие имеют кубическую объемно центрированную решетку, координационное число равно 8. Атомам металлов свойственны небольшие энергии ионизации, наименьшие для атомов щелочных металлов, и положительные степени окисления (см. 4.5). [c.121]

Другие важные свойства металлов связаны с особенностями их структуры. В трех главных структурных типах металлов реализуются весьма высокие координационные числа (разд. 1.5). В кристаллических решетках кубической и гексагональной плотнейших упаковок каждый атом металла окружен 12 ближайшими соседями. В то же время в кубической объемно-центриро-ванной решетке число ближайших соседей равно восьми, но можно считать дополнительно координированными еще шесть [c.360]

Структура кристаллических модификаций 2 a0-S102 характеризуется наличием изолированных тетраэдров [SIO4] . Но координационное число ионов кальция по кислороду в различных формах меняется от 6 до 10. [c.107]

По результатам магнитных измерений можно подтвердить или опровергнуть приписываемую веществу структуру. Так, для двухвалентного никеля характерно координационное число четыре, проявляемое в тетраэдрической и плоско-квадратной кристаллической структурах. При координационном числе четыре вокруг комплексообразователя расположены четыре лиганда, которые, будучи донорами, предоставляют четыре пары электронов. При образовании тетраэдрической структуры эти электроны должны находиться в состоянии хр -гибрндизации, а при образовании плоской квадратной — в состоянии с1зр -гиб-ридизации. На рис. 4.21, а представлено распределение электронов по уровням и подуровням в изолированном атоме никеля. При образовании иона N1 + атом теряет два 45-электрона [c.197]

Возможность образования и устойчивость той или иной кристаллической структуры зависят от температурных условий (и давления). Чем ниже температура, тем более вероятны плотная упаковка ионов и высокое координационное число, и. наобо()от, при высокой температуре предпочтительнее им кое координационное число. Это в значительной ме )е влияеп нп направление превращения и его механизм. Рассмотрим слсд ю щий п )имер. [c.228]

Кристаллическая структура ковалентных твердых тел полностью определяется природой связей. Координационное число многих известных ковалентных кристаллов равно четырем. Это значит, что каждый атом в кристалле образует четыре направленные ксваленткые связи. Направленность связи иск. ючает плотнейшую упаковку кристалла. Примером кристаллической решетки с ковалентными связями служит решетка алмаза (рис. 33). [c.77]

Характерной чертой строения силикатов является воможность замещения в кристаллической структуре ионов кремния несколько большими по размеру ионами алюминия. Отношение Гк Г для алюминия, как отмечалось, составляет 0,415, т. е. является пограничным. Поэтому координационное число алюминия может быть как 4, так и 6. Алюминий с координационным числом 4 может входить в кремнекислородный мотив. Алюминий с координационным числом 6 выполняет роль катиона. Эта двойственность алюминия, установленная еще В. И. Вернадским, затрудняет изучение силикатов и алюмосиликатов. [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология