Решетка типа алмаза

В другой модификации нитрида бора боразон или эльбор) атомы бора и азота находятся в состоянии хр -гибридизации. Эта модификация имеет кристаллическую решетку типа алмаза (см, рис. 166, а). Она образуется из гексагональной ири высоком давлении порядка [c.440]

На симметрию кристаллической решетки -элементов их (п - 1) -электроны практически не влияют. Но если атом металла содержит неспаренные -электроны, то эти электроны могут взаимодействовать с -электронами соседних атомов металла и образовывать дополнительные ковалентные связи. Аналогичное взаимодействие возможно и для р-элементов. В этих металлах существуют металлическая и ковалентная связи одновременно. Ковалентная локализованная связь обладает свойством направленности, а металлическая — ненаправленная связь. Поэтому первый вид связи обуславливает более упорядоченное состояние, а второй — менее упорядоченное, т. е. с большей энтропией. При более высоких температурах на структуре кристаллической решетки и свойствах простого вещества сказывается, в основном, наличие металлической связи. Понижение температуры приводит к уменьшению отрицательного энтропийного (—Т Д5) вклада в изменение энергии Гиббса и начинает преобладать более упорядоченная локализованная ковалентная связь. Типичным примером является олово. Так, стабильной модификацией олова при i > 13,2 °С является мягкий металл ( белое олово), в то время как при более низких температурах устойчивее серое олово, представляющее собой твердый и хрупкий порошок с кристаллической решеткой типа алмаза — кристалла, с ковалентной связью [c.321]

Физическая природа ковалентной связи в твердых телах та же, что и в молекулах. Сила притяжения возникает в результате концентрации электронного облака вдоль прямых, соединяющих соседние ядра. Типичными примерами кристаллов с почти чистой ковалентной связью являются кристаллы алмаза, кремния, германия, карбида кремния (Si ). Все они имеют структуру алмаза , показанную на рис. 2 ее следует сравнить со структурой молекулы метана (рис. 17). В решетке типа алмаза ребра элементарной ячейки не совпадают с направлением валентных связей. [c.46]

Кремний кристаллизуется в решетке типа алмаза. В отличие от углерода твердый кремний не имеет устойчивой графитоподобной модификации. Кремний — полупроводник. При 20° С его проводимость составляет около 10 Ом м . Кремний плавится при 1410° С, поэтому изучение свойств жидкого кремния—нелегкая задача. Плавление кремния сопровождается частичным разрушением алмазоподобной структуры и уменьшением объема на 9,6%. При повышении давления до 4,5 ГПа температура плавления кремния снижается до 1157° С. Интересные и разносторонние исследования жидкого кремния высокой степени чистоты, содержащего менее чем 10 мольн. % примесей, были выполнены В. М. Глазовым и его сотр. [33]. Основным элементом строения жидкого кремния, по-видимому, является размытый тепловым дви- [c.201]

НИИ. в определенных условиях атомы примесей могут ионизироваться, существенно изменяя свойства кристалла. В качестве примера рассмотрим состояние примесных атомов алюминия и фосфора в кристаллах кремния. Кремний принадлежит к классу полупроводников и имеет ковалентную кристаллическую решетку типа алмаза (рис. 33), в которой каждый атом связан с четырьмя соседними атомами вр -гибридными электронными облаками. [c.89]

У обоих видов кремния кубическая гранецентрированная решетка типа алмаза. Средняя величина температурного коэффициента линейного расширения 37,2-10" град , теплопроводность при 20 °С—83,7 Вт/м-град. Теплоемкость при 20 °С—710,5 Дж/кг-град. Удельное электрическое сопротивление при комнатной температуре 10 Ом-см, диэлектрическая проницаемость—12. [c.6]

Изменение свойств полупроводников под действием примесей удобно рассмотреть на примере германия, имеющего кристаллическую решетку типа алмаза. Энергетические зоны германия аналогичны зонам алмаза, только имеют другую ширину. [c.274]

Сложные полупроводники (неорганические). Ряд неорганических соединений оксиды, сульфиды, нитриды, карбиды и др. — обладают полупроводниковыми свойствами. Больщинство таких соединений обладает кристаллической решеткой типа алмаза или сфалерита (ZnS), но возможны и другие кристаллические структуры. [c.435]

Физические и химические свойства кремния. Кристаллический кремний представляет собой темно-серое металловидное вещество. Он имеет кубическую гранецентрированную решетку типа алмаза. Чистый кремний хрупок и тверд — он царапает стекло. Плотность его 2,33 г/см , температура плавления 1410° С, температура кипения приблизительно 2677° С. [c.96]

Олово существует в двух полиморфных модификациях, причем низкотемпературная (a-Sn — серое олово) обладает кристаллической решеткой типа алмаза и полупроводниковыми свойствами, а высокотемпературная ( -Sn — белое олово), хотя и представляет собой металл по физическим свойствам, тем не менее кристаллизуется в малохарактерной для металлов тетрагональной структуре. С химической точки зрения олово ближе примыкает к германию, чем к свинцу, но металлический характер этого элемента выражен более ярко, чем у германия. Единственным типичным металлом в этой подгруппе является свинец. В виде простого вещества он кристаллизуется в плотноупакованной ГЦК структуре с координационным числом 12. В своих соединениях он выступает в основном в качестве катионообразователя. [c.215]

Все эти вещества обладают различным электрическим сопротивлением и занимают в шкале сопротивлений (рис. 197) места, далекие друг от друга. Строение кристаллов этих веществ одинаковое, но в зависимости от радиусов атомов и величин энергии межатомной связи размеры кристаллических решеток различны. В табл. 13.12 показаны размеры ребра куба элементарной ячейки для решетки типа алмаза, радиусы атомов и энергии связи между [c.427]

Кристаллы, в спектрах которых наблюдается поглощение в районе 700—1400 СМ , были отнесены к типу I. Интенсивность и форма полос поглощения в этом районе спектра индивидуальны для каждого кристалла алмаза и определяются количеством и типом структурных дефектов. Возможность проявления однофононного поглощения решеткой типа алмаза в [c.413]

Все эти вещества обладают различным электрическим сопротивлением и занимают в общей шкале сопротивлений (рис. 197) места, далекие друг от друга. Строение кристаллов этих веществ одинаковое, но в зависимости от радиусов атомов и величин энергии межатомной связи размеры кристаллических решеток различны. В табл. 125 показаны размеры ребра куба элементарной ячейки для решетки типа алмаза, радиусы атомов и энергии связи между атомами в кристаллах этих веществ, а на рис. 198 показано объемное строение кристалла и интерпретация его в плоскости. [c.442]

Кристалл идеального алмаза, который состоит из нейтральных атомов, не имеет электрического момента первого порядка, что приводит к запрету для процессов поглощения с участием одного колебания решетки. Однако, как уже отмечалось, в решетках типа алмаза в присутствии примесного атома оптически активными становятся все колебания. При этом, если в резонансных колебаниях участвует сам примесный атом, то частота и ширина резонансного поглощения убывают с возрастанием массы примеси, а высота пика увеличивается. Сдвиг полосы 1135 см до 1120 см (в алмазах, легированных изотопом 5N) таков, что отношение этих частот равно корню квадратному из приведенных масс изотопов N и N (по отношению к основному изотопу С). [c.425]

Характеристика элементов IVA-группы. К IVA-rpynne элементов, помимо типических, относятся элементы подгруппы германия Ge, Sn и Pb. Их валентная электронная конфигурация (ns np в невозбужденном состоянии) обусловливает возможность проявления свойств и катионо- и анионообразователей. Кроме того, эти элементы непосредственно примыкают к границе Цинтля справа и число валентных электронов достаточно для образования структур с ковалентной связью у соответствующих простых веществ с координационными числами согласно правилу Юм-Розери 8—N. Действительно, для гомоатомных соединений (кроме свинца и -олова) характерна кристаллическая решетка типа алмаза с координационным числом 4. Однако преимущественно ковалентная связь и кристаллах соединений в действительности реализуется далеко не всегда. Причиной этого является вторая особенность IVA-группы, заключающаяся в том, что здесь наиболее рельефно прослеживается изменение свойств от типично неметаллических (С) до металлических (РЬ). Поэтому тяжелые представители этой группы (РЬ, Sn), т. е. элементы с большой атомной массой, характеризуются плотно-упакованными структурами в свободном состоянии. [c.214]

Аморфный кремний сильно гигроскопичен. Плотность—2. С помощью рентгеноструктурного анализа установлено, что аморфный кремний имеет также кристаллическое строение, он состоит из кристалликов ничтожно малых размеров, т. е. находится в более дисперсном состоянии. Таким образом, обе модификации имеют одну и ту же кристаллическую решетку (типа алмаза). [c.266]

Структура М Си2 представлена на рис. 173. Основу ее формально составляет решетка типа алмаза, сформированная атомами магния. Это гранецентрированная кубическая решетка, в которой центры четырех из восьми октантов также заняты атомами магния . Оставшиеся свободными октанты заполнены тетраэдрическими комплексами Сп4 таким образом, что центр тетраэдра совпадает с центром октанта. Такую структуру (типа М Сиг) образуют многие фазы Лавеса. Помимо этого для них характерны еще два структурных типа М 2п2 и lgNi2, не отличающиеся существенно от описанного. Во всех этих соединениях в кристалле сосуществуют разнотипные связи А—В, А—А, В—В. Структуры такого типа называются гетеродесмическими . [c.381]

В полупроводниковых материалах — Се и 81, имеющих кристаллическую решетку типа алмаза, применение ме- [c.29]

П.м, по структуре делятся на кристаллич,, твердые аморфные и жидкие. Наиб, практич, применение находят неорг. кристаллические П.м., к-рые по хим. составу разделяются на след. осн. группы. Элементарные полупроводники Ge, Si, углерод (алмаз и графит). В, a-Sn (серое олово). Те, Se. Важнейшие представители этой группы-Ое и Si имеют кристаллич, решетку типа алмаза (алмазоподобны). Являются непрямозонными полупроводниками образуют между собой непрерывный ряд твердых р-ров, также обладающих полупроводниковыми св-вами. [c.58]

Для решетки типа алмаза (пространственная группа О н) должно быть лишь одно, трижды вырожденное, фундаментальное колебание, активное в спектрах комбинационного рассеяния. Частота этого колебания для алмаза равна 1332 см (рамановская частота) и соответствует максимально возможной энергии фонона алмазной решетки. Отсутствие статического дипольного момента 412 [c.412]

Ковалентные нитриды и карбиды (бора и кремния), ионн о-к о в а-л е н т н ы е нитриды и карбиды (бериллия, алюминия, галлия, индия). Соединения BN, A1N, GaN, Si , В4С, В12С3 обладают высокой утойчивостью к действию воды, кислот и щелочей. Некоторые из них отличаются исключительной твердостью, например Si — карбид кремния, имеющий кристаллическую решетку типа алмаза и исключительную твердость. [c.243]

Германий по внешнему виду напоминает серебристый металл с относительно больпюй твердостью, около 6,5 по шкале Мооса. Имеет кубическую гранецентрированную решетку типа алмаза. Физические константы его даны в табл. 134. [c.493]

При образовании гомоатомных соединений (простых веществ) все эффекты, связанные с разностью электроотрицательностей взаимодействующих атомов, исключаются. Поэтому в простых веществах не реализуются полярные, а тем более преимущественно ионные связи. Следовательно, в простых веществах осуществляется лишь металлическая и ковалентная связь. Следует при этом учесть и возможность возникновения дополнительного ван-дер-ваальсов-ского взаимодействия. Преобладание вклада металлической связи приводит к металлическим свойствам простого вещества, а неметаллические свойства обусловлены преимущественно ковалентным взаимодействием. Для образования ковалентной связи взаимодействующие атомы должны обладать достаточным количеством валентных электронов. При дефиците валентных электронов осуществляется коллективное электронно-атомное взаимодействие, приводящее к возникновению металлической связи. На этой основе в периодической системе можно провести вертикальную границу между элементами П1А- и 1УА-групп, слева от которой располагаются элементы с дефицитом валентных электронов, а справа — с избытком. Эта вертикаль называется границей Цинтля Ее положение в периодической системе обусловлено тем, что в соответствии с современными представлениями о механизме образования ковалентной связи особой устойчивостью обладает полностью завершенная октетная электронная 5 /гр -конфигурация, свойственная благородным газам. Поэтому для реализации ковалентного взаимодействия при образовании простых веществ необходимо, чтобы каждый атом пмел не менее четырех электронов. В этом случае возможно возникгювение четырех ковалентных связей (5/) -гибридизация ), что и реализуется у элементов 1УА-группы (решетка типа алмаза у углерода, кремния, германия и а-олова с координационным числом 4). Если атом имеет 5 валентных электронов (УА-группа), то до завершения октета ему необходимо 3 электрона. Поэтому он может иметь лишь три ковалентные связи с партнерами (к. ч. 3). В этом случае кристалл образован гофрированными сетками, которые связаны между собой более слабыми силами. Получается слоистая структура, в которой расстояние между атомами, принадлежащими одному слою, намного меньше, чем между атомами различных слоев (черный фосфор, мышьяк, сурьма) [c.29]

Подобная тенденция прослеживается и в изоэлектронном ряду кремния у самого кремния кристаллическая решетка типа алмаза, у А1Р — кубическая (сфалерит), а уже у MgS и, тем более, у Na l реализуется ионная решетка с к. ч. 6. Различие между структурами вертикальных изоэлектронных аналогов ВеО и MgS определяется большей ионностью связи в последнем. [c.51]

Германий обладает полупроводниковыми свойствами. Электросопротивление и подвижность носителей тока приведены для чистого мо-нокристаллического германия, обладающего только собственной проводимостью. Кристаллизуется он в кубической решетке типа алмаза. Очень хрупок, при комнатной температуре легко превращается в порошок. Твердость по шкале Мооса 6—6,5. Методом микротвердости было найдено значение 385 кг/мм . Такая высокая твердость в сочетании с хрупкостью делает невозможной механическую обработку германия. С повышением температуры его твердость падает выше 650 чистый германий становится пластичным. При высоком давлении получены еще три модификации германия, отличающиеся большей плотностью и электропроводностью. При плавлении он, подобно галлию и висмуту, уменьшается в объеме (- 5,6%). В парах масс-спектрографически обнаружены, помимо отдельных атомов, агрегаты, содержащие до восьми атомов. [c.155]

Германий тоже кристаллизуется в решетке типа алмаза. Каждый его атом окружен четырьмя другими, находящимися на расстоянии 0,243 нм. Кристалл хорошо очищенного германия — полупроводник. Ширина запрещенной зоны при комнатной температуре 0,72 эВ. Электропроводность порядка 10 Ом" - м растет с температурой. Плавление германия сопровождается увеличением координационного числа от 4 до 7. Одновременно возрастает и межатомное расстояние до 0,28 нм [19, 33, 34]. Резкое изменение структуры при плавлении сопровождается очень большим приростом энтропии, Д5пл=28,85 Дж/К X Хмоль, и скачкообразным увеличением электропроводности. Жидкий германий — металл (подробнее см. [21, 33]). Фазовые диаграммы германия и кремния похожи. Кривые плавления имеют отрицательные производные с1Т1йР. [c.202]

Плотная упаковка с координационным числом 12 не может осуществиться, если радиусы ионов не равны. Так, вокруг иона цезия размещаются лишь 8 ионов хлора в решетке s l. Ион цезия находится в центре куба, в вершинах которого расположены ионы хлора. Ион натрия меньше иона цезия и вокруг него может расположиться только шесть ионов хлора в решетке Na l. В ZnS, где отношение радиуса катиона к радиусу аниона еще меньще, координационное число иона цинка равняется четырем (решетка типа алмаза с чередующимися ионами цинка и серы). С хорошим приближением величины периодов решеток могут быть вычислены по значениям радиусов атомов и ионов. [c.343]

В ионных кристаллах, например солях, энергия определяется в основном электростатическим взаимодействием ионов. Их пространственное расположение определяется в первую очередь особенностями плотной упаковки шаров разного размера. Если один из ионов меньше другого (например, в СзС1), то координационное число 12 не может осуществиться. В решетке СзС ион цезия находится внутри куба, в вершинах которого находятся ионы хлора. Координационное число цезия в нем равняется восьми. Если отношение радиуса катиона к радиусу аниона еще уменьшается, то восемь соседей не могут уместиться вокруг маленького иона и осуществляется решетка типа простой кубической решетки НаС1, в которой в вершинах куба попеременно располагаются ионы хлора и натрия. Координационное число при этом уменьшается до шести. Если рассматриваемое отношение еще меньше, то образуется решетка с координационным числом четыре (например, 2п5 имеет решетку типа алмаза с чередующимися атомами серы и цинка). [c.631]

Широкое распространение получили соединения бора с металлами и неметаллами. Например, нитрид бора ВМ с кристаллической решеткой типа алмаза имеет твердость, почти как у алмаза, но превосходит его по прочности и термостойкости. На основе нитрида бора изготавливают высокотвердые вещества — эльбор, кубонит. Они используются для изготовления абразивных материалов, при помощи которых производится механическая обработка (шлифование, полирование, заточка) металлов, минералов, керамики. В качестве абразивного материала используется также другое высокотвердое соединение бора —карбид бора В4С. [c.224]

Если в качестве исходной элементарной ячейки взять гранецентрироваппый куб, то можно в редставить следующие случаи а) центры малых кубов не заняты — получается решетка типа благородных газов б) центры малых кубов заняты через один атомами, не отличающимися от других,— получается решетка типа алмаза в) центры малых кубов заняты через один отличающимися от других атомами или ионами — получается решетка типа цинковой обдхань и г) центры всех малых кубов заняты отличающимися от других атомами или ионами — получается решетка типа флюорита. [c.472]

Рамановские спектры алмаза первого и второго порядков, полученные на ориентированных образцах при лазерном возбуждении, также описаны. Были уточнены однофононные дисперсионные кривые для алмаза, полученные ранее по данным нейтронной спектроскопии, приведены энергетические значения для фононов. На рис. 154, б показан спектр поглощения алмаза в области 1332 см . Вертикальными линиями обозначены значения волновых чисел, которые соответствуют по энергии двухфононным переходам, разрешенным правилами отбора для решетки типа алмаза. Значения энергий фононов в критических точках зоны Бриллюэна в сравнении с приведенными данными показывают, что на основании имеющихся в настоящее время сведений о динамике решетки алмаза детальное объяснение всех особенностей двухфононного участка спектра не представляется возможным. По-видимому, динамика решетки алмаза, возмущенной примесями и другими структурными дефектами, способными вызвать изменения в фононном спектре и привести к нарушению правил отбора, изучена недостаточно. физическая классификация алмазов, основанная на особенностях проявления реальной структуры кристаллов алмаза, при их исследовании различными методами непрерывно детализируется. В настоящее время известно более 50 различных дефектных центров в алмазной решетке, и лишь для некоторых из них удалось установить конкретную природу. [c.416]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология