Кристаллическая структура и заряд

Высокие теплопроводность И электропроводность металлов заставляют предположить, что валентные электроны их атомов способны относительно свободно перемещаться внутри кристаллической структуры металла. На рис. 14-22 изображена одна из моделей строения металлов, согласно которой электроны образуют газ из отрицательных зарядов, прочно скрепляющий положительные ионы металла в единое целое. На рисунке схематически указаны положительно заряженные ионы, остающиеся после отрыва от атомов валентных электронов эти ионы содержат [c.623]

Свойства соединений актиноидов (П1) (если не учитывать различий в окислительно-восстановительной активности) сходны и с соответствующими соединениями лантаноидов (П1). Сходство химического поведения ионов лантаноидов (И1) и актиноидов (III) в водных растворах обнаружено, например, при их ионообменном разделении. Сходство кристаллических структур, растворимости, характера гидролиза, состава кристаллогидратов и других свойств обнаружено также у однотипных соединений в твердом состоянии. Основное отличие соединений актиноидов (III) друг от друга обусловлено актиноидным сжатием (уменьшением размеров ионов Э + по мере увеличения заряда ядра в ряду Th — Lr). Свойства еще не полученных соединений актиноидов (III) можно предсказать на основании известных свойств однотипных производных лантаноидов (III). [c.559]

Молекула НгО имеет эффективный радиус 1,38 А (из кристаллической структуры льда) и три момента инерции, равные 1,02 1,92 и 2,95 10 г- см . Ее общая полярность характеризуется значением л = 1,88, причем структура дипольного момента не вполне ясна. Если допустить, что он обусловлен не только полярностью связей Н—О, но и орбитами свободных электронных пар атома кислорода, то молекула. оды могла бы быть изображена схемами рис. IV-15 (при равномерном распределении эффективных зарядов между вершинами тетраэдра каждая из них должна, иметь --= 0.17). [c.135]

Кристаллохимическое строение — порядок расположения и природа связи атомов в пределах элементарной ячейки, их взаимное влияние друг на друга, а также распределение электронной плотности, величины эффективных зарядов. Как видно из этого определения, понятие кристаллохимического строения представляет собой превращенную форму химического строения молекул применительно к координационным решеткам. Вот почему теория химического строения Бутлерова — общехимическая теория, в одинаковой степени приложимая как к органическим, так и неорганическим объектам. На рис. 6, а приведена кристаллическая структура высокотемпературной модификации стехиометрического оксида титана ТЮ. Она показывает только порядок размещения атомов в элементарной ячейке и не отображает природу межатомных связей, а также их взаимное влияние. Вообще кристаллическая структура в той мере отражает кристаллохимическое строение вещества, в какой структурная формула — химическое строение молекулы. В действительности химическое и кристаллохимическое строение — понятия динамические, а не статические. [c.26]

В последнее время применяются так называемые эпитаксиальные пленки. Их получают наращиванием полупроводника на основной кристалл. Пленки должны точно повторять кристаллическую структуру подложки, но могут отличаться типом проводимости, вследствие чего можно создать р—л-переходы с заданной концентрацией носителей зарядов, получить низкоомные слои на высокоомных полупроводниках и наоборот. Широко используются в промышленности методы наращивания эпитаксиальных пленок кремния и германия в случае восстановления тетрахлоридов очень чистым водородом при повышенной температуре [c.249]

При нагревании кристалла происходит в конце концов его плавление, т. е. переход упорядоченного окружения данного иона в менее или более беспорядочное (но для типичных солей все еще многостороннее). Легкость такого перехода, качественно характеризуемая температурой плавления вещества, должна зависеть от всех тех факторов, которые определяют силы стяжения между ионами в кристалле. Тогда следует ожидать, что при одинаковом типе кристаллической структуры температура плавления вещества должна быть, вообще говоря, тем выше, чем больше заряды ионов и меньше их радиусы. Это мы и видим, в частности, на примере одинаково кристаллизующихся по типу поваренной соли LiF (т. пл. 848 °С) и MgO (т. пл. 2850 °С), где при практически равных радиусах аналогичных ионов увеличение вдвое заряда каждого из них вызывает повышение температуры плавления вещества на 2000 °С. [c.426]

Вследствие выраженной склонности бентонитовой глины к структурообразованию ее суспензии обладают высокой вязкостью и неньютоновскими свойствами - пластичностью, тиксотропно-стью. Бентониту, как и другим минералам группы монтмориллонита, свойственно глубокое несовершенство кристаллической структуры. Это приводит к неравномерному распределению заряда по поверхности частиц и обусловливает склонность бентонита к образованию коагуляционных контактов и структурообразованию, высокую сорбционную активность. Благодаря этим свойствам суспензии бентонита широко используют в нефтяной промышленности, например, в качестве буровых жидкостей. [c.61]

Последнее основано на том, что обменная емкость палыгорскита, порядка 30—40 мг-экв/100 г глины, является результатом изоморфных замещений А1 на Mg и 81 на А1. Компенсация избыточных зарядов осуществляется путем адсорбции ионов на внутренних поверхностях в каналах кристаллической структуры. ЧисЛо обменных мест в них во много раз больше, чем на поверхности волокна. При помощи радиоактивных изотопов было найдено, что ионнообменные процессы проходят во внутренних полостях, где А1 и Mg в октаэдрическом положении зачастую оказываются обменными [62]. Это обусловливает существенную разницу механизмов адсорбции палыгорскита и монтмориллонита. У последнего адсорбция происходит на весьма подвижных межпакетных плоскостях и на внешней поверхности пакетов, что легко объясняет его гидрофильность и коагуляционную уязвимость. У палыгорскита адсорбирующиеся ионы, в том числе [c.24]

Цеолиты алюмосиликатные адсорбенты кристаллической структуры. В решетке цеолита часть ионов 81 заменена ионами АР+, вследствие чего решетка обладает некоторым избыточным отрицательным зарядом, компенсируемым различными катионами. Эта особенность строения сорбента позволяет синтезировать цеолиты разнообразных форм, характеризующиеся различным соотношением ионов кремния и алюминия, количеством и зарядом катионов и отличающиеся типом кристаллической решетки. [c.92]

На процесс образования ядер также влияет размер и заряд гидратированных катионов, которые служат центрами образования полиэдрических структурных единиц. Так, известно [150], что катион оказывает влияние на силикатные и, вероятно, алюминат-ные ионы, присутствующие в растворе. (По-видимому, цеолиты с более открытыми структурами кристаллизуются из гелей, содержащих в качестве щелочного катиона натрий, а не калий, в то время как последний обычно способствует появлению менее открытых структур.) Чтобы образовалась кристаллическая структура, алюминатные и силикатные компоненты в процессе кристал- [c.349]

В слоистых структурах концентрация вещества происходит послойно. Слои скреплены остаточной, или ионной, связью. Особенно ярко слоистые структуры выражены в силикатах, где радикал представляет собой лист из кремнекислородных тетраэдров (см. рис. 9,в). Слоистые структуры возникают там, где имеются анионы, которые обладают большим радиусом действия и малым зарядом, т. е. могут легко поляризоваться. Например, вхождение аниона (0Н) в кристаллическую структуру [c.22]

Соединения металлов с водородом, называемые гидридами, являются преимущественно ионными, В гидридах щелочных металлов, например КН или NaH, происходит перенос отрицательного заряда к атому водорода. Гидриды щелочных металлов обладают кристаллической структурой типа Na l (см. гл. 1). В соединениях ВеН , MgHj и AIH3 обнаруживается своеобразный тип связей с мостиковыми атомами водорода. В кристаллах этих соединений каждый атом Н равноудален от двух соседних атомов металла и образует между ними водородный мостик. Во всех случаях, когда на атомах Н имеется избыточный отрицательный заряд, он используется для образования второй связи с еще одним атомом, если у последнего имеются неиспользованные возможности образования связей. Отрицательно заряженные атомы Н имеются и в NaH, но в данном случае [c.318]

Ассоциация молекул и структура жидкостей и твердых тел. Молекулы таких жидкостей, как НР, вода и спирты, могут при образовании водородных связей выступать как акцепторы и доноры электронного заряда одновременно. В результате этого образуются димеры (НР)з, (Н.,0)2, (СНзОН)2, трнмеры, тетрамеры и т. д., пока тепловое движение не разрушит образовавшегося кольца или цепочки молекул. Когда тепловое движение понижено, через водородные связи создается кристаллическая структура. Известная аномалия плотности воды и льда обусловлена водородными связями в кристаллах льда каждая молекула воды связана с четырьмя соседями водородными связями через две неподеленные пары атома кислорода молекула образует две докорные Н-связи и через два атома Н —две акцепторные. Эти четыре связи направлены к вершинам тетраэдра. Образующаяся гексагональная решетка льда благодаря этому не плотная, а рыхлая, в ней большой объем пустот. При плавлении порядок, существующий в кристалле (дальний порядок), нарушается, часть молекул заполняет пустоты, и плотность жидкости оказывается выше плотности кристалла. Но в жидкости частично сохраняется льдообразная структура вокруг каждой молекулы (ближний порядок). Эта структура делает воду уникальным по свойствам растворителем. Ассоциация через водородные связи приводит к аномально высоким значениям диэлектрической проницаемости таких жидкостей, как НС , НзО, метанол и др. Водородные связи типа —СО...Н—N1 — [c.139]

Примером ионной кристаллической решетки являются кристаллы поваренной соли, возникающие при конденсации молекул НаС1, в свою очередь образованных в результате взаимодействия ионов Ыа+ и С1 . Если в качестве элементарного фрагмента кристаллической решетки выбрать какую-либо простейшую геометрическую фигуру, то кристаллическую структуру КаС1 можно изобразить в виде куба, вершины которого (узлы кристаллической решетки) заняты ионами Ыа" " и С1 . При этом перемещение по кристаллической решетке в одном из трех направлений, совпадающем с ребрами куба, фиксирует регулярное расположение ионов Ка+ и С1 , т. е. чередование положительных и отрицательных зарядов. Сильное взаимное притяжение разноименных ионов обеспечивает высокую прочность ионных кристаллов и объясняет их сравнительно высокие температуры плавления и кипения (табл. 12). [c.41]

В последнее время все большее применение в качестве адсорбентов и катализаторов находят цеолиты, как природные, так и синтетические. Цеолиты — это алюмосиликаты, обладающие строго регулярной кристаллической структурой. Каркас кристалла цеолита состоит из структурных тетраэдрических элементов 8104 и А1О4 , соединенных между собой общими атомами кислорода. Отрицательный заряд каркаса благодаря наличию в нем трехзарядного алюминия компенсируется зарядом катионов щелочных и щелочноземельных металлов, располагающихся в полостях структуры. В зависимости от кристаллической структуры окна этих полостей имеют размеры 0,4—1,1 нм (соизмеримые с размерами молекул). Поэтому на цеолитах могут адсорбироваться только те вещества, молекулы которых имеют размер по наименьшей оси (критический диаметр) меньше диаметра окна полости. Отсюда второе название цеолитов — молекулярные сита. Цеолиты жадно поглощают воду, и поэтому широко применяются для осушки газовых и некоторых жидких сред. При нагревании вода из них испаряется, с чем и связано нх название — цеолиты (кипящий камень — кипеть, литое — камень). Цеолиты научились синтезировать совсем недавно (1948). Особенностью их синтеза является процесс кристаллизации после получения алюмосиликагеля. [c.130]

Трибохимия — раздел механохимии — изучает влияние механической энергии на реакции между твердыми веществами и их структуру. Под влиянием энергии, выделяющейся при трении или ударе, элементы неупорядоченности кристаллической структуры, возникающие за счет теплового движения, увеличиваются, в результате чего возникает активное состояние. За счет ме-ханохимического активирования наблюдаются значительные адсорбционные эффекты, при этом адсорбированные компоненты заполняют субмикроскопи-ческие поры и пустоты более глубоко лежащих слоев твердой фазы. При импульсном торможении струи песка из пескоструйного аппарата на короткое время (10 —10 с) достигается высокоэнергетическое состояние, соответствующее короткоживущей твердотельной плазме. Оно характеризуется электронным и световым излучением (триболюминесценцией), переносом заряда, а также высокой химической активностью. [c.438]

Для получения ионных радиусов, которыми можно было бы ноль зоваться, необходимо, чтобы сумма двух таких радиусов равнялась равновесному расстоянию между соответствующими ионами в кристалле. Для двух противоположно заряженных ионов это расстояние зависит от распределения электронов и зарядов на ионах, от кристаллической структуры и от отношения радиуса катиона к радиусу аниона. Полинг разработал полуэмпирический метод определения ряда ионных радиусов на основе найденных на опыте величин межионных расстояний для пяти ионных соеди нений NaF, K l, RbBr, sl и. LijO. Для первых четырех соедине ний факторы, влияющие на размеры ионов, можно считать одинаковыми, так как ионы в них изоэлектронны и одновалентны, а от ношение радиусов во всех случаях равно 0,75. Полинг допу скает, что размер иона обратно пропорционален эффективному заряду ядра, действующему на электроны, а эффективный заряд ядра 2эф равен истинному заряду ядра за вычетом постоянной экранирования эффекта S электронов иона (2эф = Z — S). Поэтому для радиусов ряда изоэлектронных ионов можно написать уравнение [c.113]

Кристаллическая структура цеолита представляет собой пространственную решетку, образованную тетраэдрами 8104 или А104- Тетраэдр окиси алюминия по размерам несколько больше, чем тетраэдр кремнезема. Однако в структуре цеолита ион алюминия может изоморфно замешать ион кремния в тетраэдре кремнезема. Тетраэдр окиси алюминия несет отрицательный заряд поэтому положительный заряд, несомый катионом металла, связан с каждым тетраэдром окиси алюминия в кристалле. Эти катионы металлов и обусловливают возможность некоторого изменения размера пор в структуре цеолита. Они, вероятно, обусловливают также весьма большие силы избирательной адсорбции, характерные для молекулярных сит. Каталитическую активность молекулярных сит можно регулировать и изменять заменой катионов, содержащихся в кристаллической структуре. [c.199]

Хотя ионы адсорбируются главным образом на базальных поверхностях, но они адсорбируются и на ребре кристалла следовательно, и там создается двойной электрический слой. Следует помнить, однако, что разрыв кристаллической структуры происходит по ребру и, в дополнение к физической (электрической) адсорбции, на ребре могут происходить определенные химические реакции, приводящие к нарушению валентных связей. Хемосорбция , как ее называют, аналогична обычным химическим реакциям и происходит только в подходящих электрохимических условиях. Заряд на ребре меньше заряда на базальной поверхности и может быть положительным или отрицательным, главным образом в зависимости от pH системы. Например, если каолинит обработан НС1, он имеет положительный заряд, а если обработан NaOH, то — отрицательный заряд. Причина такого поведения заключается в том, что атомы алюминия на ребре при реакции с НС образуют AI I3 — сильный электролит, который диссоциирует на А1 + и ЗС1 , в то время как при реакции с NaOH алюминий образует гидроксид алюминия, который в воде нерастворим. (Напомним, что адсорбция ионов каолинитом происходит почти полностью на ребре следовательно, заряд частицы определяется зарядом на ребре.) [c.153]

В кристаллических веществах другого типа действуют большие силы кулоновского (электрического) взаимодействия между образующими их частицами. Твердые вещества этого типа называются ионными кристаллами. В качестве примера можно привести многие известные соли, скажем Na l или КС1. Поскольку электрическое поле, создаваемое каждым ионом, обладает ненаправленным характером, в ионных кристаллах положительные ионы со всех сторон окружены отрицательными ионами и, наоборот, отрицательные ионы окружены положительными ионами. В большинстве простых солей вокруг каждого иона располагается по шесть или восемь ионов с зарядом противоположного знака, причем это число зависит от относительных размеров катиона и аниона. Как правило, если отношение этих радиусов, Гк ,тион/ тион, находится в пределах от 0,73 до 0,41, ионный кристалл имеет такую же структуру, как Na l, с числом ближайших соседей каждого иона, равным шести (рис. 10.14). При больших значениях отношения ионных радиусов у каждого иона оказывается восемь ближайших соседей с зарядами противоположного знака, как это показано для кристаллической структуры s l на рис. 10.15. [c.177]

Продолжив во все стороны изображение кристаллической структуры s l, приведенное на рис. 10.15, покажите, чтсГкаждый положительный ион в этом кристалле окружен восемью соседями с зарядами противоположного знака. [c.185]

Если раствор ие содержит больше никакого электролита, анионы и катионы присутствуют в растворе в стехиометрическом отношении и растворимость может быть выражена с использованием К,р (ур. 4.5-21). Однако эти закономерности не всегда соблкдаются. Так, многие неорганические вещества ведут < е6я иначе. Часто анион (например, силикат аниов) является частью нерастворимой кристаллической структуры (матрицы), а катионы компенсируют избыток отрицательного заряда жестко фиксированных анионов. В этом случае катио1ш удерживаются в кристаллической решетке чисто электростатическими силами. В процессе растворения такие полярные связи могут разрушаться под действием дипольных молекул воды, в то время как ковалентные связи остаются достаточно устойчивыми к этим взаимодействиям. [c.216]

Цеолиты — алюмосиликаты, содержаш,ие в своем составе окислы щелочных и щелочноземельных металлов, отличающиеся строго регулярной структурой пор, которые в обычных температурных условиях заполнены молекулами воды. Эта вода, названная цеолитной, при нагреве выделяется, цеолиты кипят , отсюда н произошло сочетание двух греческих слоев цео и лит , т. е. кипящие камни . Термин цеолиты введен в минералогию свыше 200 лет назад шведским ученым Кронштедом. Свойства природных цеолитов изучены и систематизированы в трудах академиков Ферсмана [25] и Вернадского [26]. Общая химическая формула цеолитов Ме2/ 0-АЬОд-жЗЮо-г/НзО, где Ме — катион щелочного металла, а/г — его валентность. В природе в качестве катионов обычно в состав цеолитов входят натрий, калшг, кальций, ре-,ке барий, стронций и магний. Кристаллическая структура цеолитов образована тетраэдрами 8164 и АЮ4. Катионы компенсируют избыточный отрицательный заряд анионной части алюмосиликатного скелета цеолита. [c.105]

Состав обоих компонентов можно представить одной общей формулой, при этом заряды катионов и анионов сокристаллизующих-ся соединений соответственно идентичны. Такие вещества называют истинно изоморфными, т. е. обладающими сходной кристаллической структурой, и процесс сокристаллизации происходит посредством замещения ионов, атомов и молекул в кристаллической решетке. Примером служит система [c.319]

Эффективные заряды можно определить, исходя из парциальных зарядов отдельных атомов (табл. 3.3). Параметры А и В, описывающие отталкивание электронных облаков и дисперсионные силы, могут быть найдены изданных по кристаллической структуре [52]. Поскольку парциальные заряды удается рассчитать только с низкой точностью [53], Лифсон и сотр. [54] предприняли попытку получить их нз данных по кристаллической структуре. Это было сделано путем одновременной вариации всех трех параметров потенциала 1—6—12 до получения наилучшего согласия с экспериментальными данными. [c.43]

Сидноны (153) являются бесцветными кристаллическими соединениями, физические свойства которых хорошо изучены. Значения их дипольных моментов согласуются с мезоионной структурой, например для соединения (153 R = Ph, R = H) л, = 6,5Д [2]. Полоса поглощения карбонильной группы в ИК-спектре находится в интервале 1720—1770 см-> [2, 4, 8]. Описаны масс-спектры при этом в незамещенных производных (153 R = И) наблюдается последовательная фрагментация с потерей N0, СО и H N [61]. Определены кристаллические структуры двух сиднонов геометрия этих двух молекул совпадает и согласуется с планарной оксадиазо-лиевой структурой [9, 62]. Рентгеноэлектронные спектры yV-фенил-и yV-метилсиднонов (153 R = Ph или Ме, R = И) указывают на существенные различия в распределении формальных зарядов между двумя атомами азота [9. Интерес к характеру связи в сиднонах (153) привел к появлению большого числа теоретических исследований, которые обсуждены в обзоре [9]. [c.734]

Смотреть страницы где упоминается термин Кристаллическая структура и заряд: [c.60] [c.303] [c.303] [c.212] [c.334] [c.431] [c.179] [c.195] [c.20] [c.82] [c.199] [c.392] [c.113] [c.367] [c.363] [c.183] [c.399] [c.402] [c.39] [c.31] [c.117] [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология