Ионные кристаллы определение понятия

При изложении основных положений термодинамики пользуются определенными понятиями. Всякий материальный объект, состоящий из большого числа частиц (молекул, атомов, ионов), условно отделяемый от окружающей среды, является термодинамической системой. Это может быть кристалл минерала, раствор любого вещества в какой-либо емкости, газ в баллоне. При взаимодействии системы с окружающей средой она может получать или отдавать энергию в виде теплоты или работы. Так, горячий кусок металла (термодинамическая система), охлаж- [c.33]

Некоторые ученые, исходя из положения диалектического материализма о неразрывной связи формы движения с определенным видом материи, считают необходимым указать при определении предмета химии соответствующую материальную структуру (носитель). Так, с точки зрения Я- И. Герасимова, химия есть наука о связи свойств вещества (в основном химических свойств) с составом и строением молекул и об изменении этих свойств с изменением состава и строения молекул При этом Я- И. Герасимов расширительно толкует понятие молекулы, считая, например, что молекулярное строение имеют также и ионные кристаллы, и растворы и т. д. Получается, что одна из важнейших задач химии состоит в выяснении зависимости химических свойств молекул от их химического строения, т. е. от состава молекул, от последовательности связи и пространственного расположения атомных остовов и различных атомных групп в молекуле, от характера их взаимного влияния. К мысли о том, что непременным условием протекания этих процессов (химических.— Н. Б.) является присутствие специфических материальных структур, которые принято называть молекулами приходит и М. И. Шахпаронов. [c.37]

Вторая (более распространенная) точка зрения на природу связи в кристаллических солях получила обоснование в выводе целого ряда понятий ионные радиусы, объемы, рефракции, магнитные восприимчивости, поляризации и т. п. Близкая сходимость результатов параллельных расчетов одинаковых ионных инкрементов при разных методах привела к абсолютизации этих понятий большинством химиков, физиков, кристаллографов и минералогов. В следующем параграфе будет показано, почему радиусы атомов, еше достаточно далеких от чисто ионного состояния, близки к ионным. Последнее обстоятельство и обусловливает близость результатов различных определений ионных радиусов, а это в свою очередь влияет и на все другие физические характеристики ионных кристаллов. Однако легко показать, что чистых ионов не может быть в реальных структурах. [c.97]

Если рост граней кристалла при электроосаждении происходит за счет образования двухмерных зародышей на металле, ионы которого разряжаются, то необходимо определенное минимальное скоп.я ние частиц на поверхности осаждения. Для описания свойств такой системы вводим понятие о краевом натяжении р, которое является аналогом поверхностной работы. Формула Томпсона, связывающая критический радиус зародыша с величиной пересыщения, в этом случае примет вид [c.239]

Люминофоры на основе соединений цинка, кадмия и других элемен тов. Точное определение понятия люминесценции Видемана—Вавилова следующее Люминесценцией называется избыточное свечение над температурным излучением тела, если длительность этого свечения более 10 1 сек . Акту люминесценции предшествует поглощение энергии люминесцирующим телом. По виду этой энергии различают фотолюминесценцию, ренгенолюминесценцию, катодолюминесценцию, электролюминесценцию, хемолюминесценцию, радиолюминесценцию. Твердые люминофоры часто называют фосфорами. В случае фотолюминесценции энергия испускаемого кванта всегда меньше энергии поглощаемого (Стокс). Эффективность свечения данного люминофора зависит от способа получения образца, но цвет свечения специфичен для люминофра данного состава. Это указывает на существование в люминофоре кристаллохимических образований, которые называются центрами свечения. Простейшим центром свечения является чужеродный атом (ион) — активатор в кристалле основного вещества люминофора, например атом меди в кристалле сульфида цинка. [c.365]

В заключение коснемся вопроса об электролитической диссоциации в ионных расплавленных солях. Применение к таким солям обычного понятия электролитической диссоциации не имеет смысла, так как вещества с ионной кристаллической решеткой в равной мере диссоциированы на ионы и в твердом, и в жидком состоянии, потому что и в том и в другом случае они построены из ионов. Однако, как кы видели выше ( 2), ионным кристаллам солей свойственны определенные нарушения (дефекты) кристаллической решет ки. Эти нарушения заключаются в наличии некоторого числа ионов в междоузлиях и в отсутствии ионов ( дырки ) в узлах решетки. Перемещением этих ионов и дырок в электрическом поле обусловлена электропроводность твердого кристалла. Чем больше таких нарушений в кристаллической решетке, тем выше электропроводность кристаллов. При [c.34]

Понятию эффективный заряд атомов, связанных преимущественно ковалентной связью, присуща неопределенность. Действительно, зарядом атома именуется заряд, находящийся внутри объема, окружающего атом. Для ионного кристалла это определение вполне приемлемо, потому что электронная плотность между соседними ионами очень мала, и объем, занимаемый каждым ионом, можно определить достаточно точно. В ковалентных кристаллах обобщение электронов приводит к значительному по- [c.54]

Дополнительное определение понятия кристаллической фазы. Кристаллической. чвл.чется фаза, атомы которой образуют строгий дальний порядок, характеризующ,ий внутреннюю и внешнюю симметрию кристалла. Он является следствием периодичности поля кристаллической решетки, распределения электронной плотности и ядер атомов в объеме кристалла. Устойчивые структурные формы подчиняются требованиям минимума свободной энергии. Энергетическая прочность кристалла характеризуется энергией решетки (ионный кристалл) или энергией атомизации (атомный кристалл). Механическая прочность—удельной свободной поверхностной энергией. [c.325]

Основополагающим понятием современной химии является понятие о химическом элементе , т. е. виде атомов с определенной совокупностью свойств. Под свойствами изолированных атомов подразумеваются заряд ядра и атомная масса, особенности электронного строения, потенциалы ионизации, сродство к электрону и электроотрицательность, атомные, орбитальные и ионные радиусы н т. д. Однако необходимо иметь в виду, что изолированные атомы как форма организации вещества могут существовать в природе лишь при достаточно высоких температурах в виде моноатомного пара. Единственным исключением являются благородные газы, для которых при любых условиях и в любом агрегатном состоянии структурной единицей является атом. Все остальные элементы существуют в природе в виде более сложных агрегатов молекул и кристаллов. Таким образом, следует строго различать понятия элемента как вида изолированных атомов и простого вещества как формы существования элемента в свободном состоянии. Следует особо подчеркнуть нетождественность этих понятий хотя бы потому, что один элемент может существовать в виде нескольких простых веществ (аллотропия) . [c.26]

Представления Гольдшмидта о том, что все кристаллические структуры можно рассматривать как упаковки ионов сферической формы, оказались недостаточными для объяснения строения и свойств ковалентных кристаллов, например типа алмаза. Здесь понятие ковалентный радиус носит совершенно условный характер, так как атомы не имеют сферической симметрии, а связи между ними носят валентный, направленный характер. Все ионные кристаллы имеют определенную долю ковалентности. Поэтому следует рассмотреть, как их кристаллическая структура связана с электронным строением ионов. [c.165]

Ионный радиус. Используя представление о ковалентном радиусе атома, можно в принципе определить радиус иона. Для простого ионного кристалла А В+, состоящего из одновалентных атомов, расстояние между ядрами ближайших соседей А- и В+ должно быть равно сумме ионных радиусов ионов А- и В+. Соотношения такого рода для нескольких ионных кристаллов позволят получить относительные ионные радиусы. На первый взгляд кажется, что найти абсолютные значения ионных радиусов нелегко, так как нет кристаллов, состоящих из ионов одного вида, т. е. только из ионов А- или В+. Абсолютные значения ионных радиусов можно установить (см. гл. 6) или теоретически вычислить, рассматривая энергии притяжения и отталкивания между ядрами и электронами (см. гл. 8). Определение ионных радиусов становится более сложным при изменении валентности, координационного числа и структуры кристалла. Простейший тип ионного радиуса называется одновалентным кристаллическим радиусом. Для более сложных ситуаций понятие ионного радиуса нуждается в уточнении. [c.29]

Наличие у кристаллов граней и постоянство углов между ними свидетельствуют о том, что структура кристалла образована частицами, расположенными на строго определенных расстояниях друг от друга. Пространственная совокупность частиц в структуре твердого тела образует кристаллическую решетку— присущее кристаллу периодически повторяющееся в трех измерениях правильное расположение частиц (атомов, ионов, молекул). Кристаллическая решетка — это математическое (геометрическое) понятие оно может быть определено как группа точек, получающихся при взаимном трехкратном пересечении в пространстве плоскостей трех семейств, причем все плоскости каждого семейства параллельны и равноудалены друг от друга. [c.159]

Общая черта рассмотренных четырех типов связи — локализация валентных электронов, их принадлежность определенным атомам (одному или группе). Это позволяет объединить вещества с такими связями в общее понятие неметаллов. Иной характер обнаруживает металлическая связь, которая осуществляется нелокализованными электронами. Металл можно представить как совокупность положительных ионов в узлах решетки и обобществленных валентных электронов, свободно движущихся по всему объему кристалла (электронный газ). [c.177]

Под названием твердое тело обычно понимают такое состояние вещества, при котором в данных условиях оно сохраняет объем и форму. Однако в более точном значении это понятие отождествляется с понятием кристаллического тела, которое характеризуется упорядоченным расположением структурных элементов (атомов, молекул, ионов) в виде кристаллической решетки, построенной по определенным геометрическим законам. Многие вещества, внешне подобные твердым телам, например стекло, различные смолы, в действительности являются переохлажденными жидкостями, наделенными большой вязкостью, затрудняющей изменение формы под воздействием внешних сил. Эти тела, называемые аморфными, не обладают такой упорядоченной структурой, как кристаллы. [c.32]

Структурная группа. В то время как понятие радикал связано с понятием о химических реакциях, введенное в гл. 7 определение структурной группы является понятием кристаллографическим. Ыо в общем можно ска-вать, что атомы или соответственно ионы, сохраняющиеся при химических реакциях в виде единого целого, так же ведут себя и при построении кристаллов, так что радикалы в кристаллической решетке обычно являются структурными групами этой решетки. [c.430]

В табл. 4.7 приведены значения этих типов атомных радиусов, а также вычисленная величина радиуса максимальной электронной плотности наиболее диффузной атомной орбитали, найденной по методу ССП. Последний представляет собой расстояние от ядра, на котором с максимальной вероятностью можно обнаружить электрон. Более всего согласуются между собой радиус максимальной плотности и вандерваальсов радиус. Определение как ковалентного, так и ионного радиусов сталкивается с проблемой, как представить экспериментальное межъ-ядерное расстояние в виде суммы двух атомных радиусов. Исходя из одних и тех же длин связей, можно построить разные шкалы атомных радиусов. Поскольку понятие о размерах атомов само по себе не является строгим, то не столь уж важно, на основе какого метода определены радиусы атомов. Так, недавно стало ясно что общепринятые значения ионных радиусов (приведенные в табл. 4.7) не согласуются со значениями, измеренными методом дифракции рентгеновских лучей на ионных кристаллах [5]. Такие измерения со всей очевидностью показали, что вопреки обычным предположениям радиус иона не является постоянной величиной. [c.61]

Понятие о координационном числе применяют не только при рассмотрении окружения атомов в кристаллах, но и в свободных молекулах (в газах) и в многоатомных ионах, существующих в растворах. Для большинства металлов в кристаллах к. ч. равно 12, что соответствует наиболее плотной упаковке. Радиусы атомов и ионов зависят от к.ч. Значение радиуса Га или при другом к.ч. можно найти умножением г при данном к.ч. на определенный коэффициент. Так, при уменьшении к.ч. от 12 до 8,6 и 4 Га, отвечающий к.ч. = 12, нужно умножить соответственно на 0,97 0,96 и [c.51]

Как известно, кристаллическое строение веществ характеризуется вполне определенным пространственным расположением в кристалле атомов, ионов или молекул. Поэтому если мысленно соединить линиями эти частицы, то получим некоторую решетчатую структуру, называемую пространственной кристаллической решеткой (рис. 58). Для каждого вещества характерен определенный тип кристаллической решетки и определенное расстояние между частицами. Однако это представление структуры в известной степени является модельным и понятие кристаллическая решетка следует воспринимать как некоторую условность. [c.211]

Нейтральная или ионная молекула, входящая в состав кристаллической ячейки, не может приобрести симметрию выше той, которой она обладала в свободном состоянии (предполагается, что она либо действительно имела такую симметрию в свободном состоянии, либо теоретические соображения о ее химических связях позволяют приписать ей определенную симметрию) в общем случае эта симметрия понижается. Может случиться, что молекула сохранит некоторые элементы симметрии, которые станут общими как для нее самой, так и для ее кристаллического окружения. Таким образом, мы приходим к рассмотрению симметрии некоторой точки в кристалле и к использованию понятия позиции, введенного в гл. 2, 6. В этом случае центр масс молекулы будет располагаться в точке, через которую проходят некоторые элементы симметрии кристалла. Группа позиционной симметрии дв должна быть подгруппой группы свободной молекулы м- [c.121]

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]

Понятие заряд иона в кристалле , как и любое физическое понятие, должно вводиться на основе определенного эксперимента — процедуры измерения, применение которой даст однозначно некоторое число, либо указываемое стрелкой на шкале прибора, либо вычисленное по известному правилу КЗ таких наказаний. Таким образом, определять заряд как понятие — это значит измерять его. Вне измерения не имеет смысла говорить что-либо о заряде. [c.196]

В связи с этим в работах [15] предполагается, что эффективный заряд не характеризует истинного распределения электронной плотности. При общем рассмотрении производимых смещений ионов понятие эффективного заряда практически непригодно и заменяется определением среднего заряда е. Это означает, что для не вполне полярных кристаллов эффективный заряд на атомах является величиной не постоянной, а переменной. [c.31]

Таким образом, во всех случаях процесс образования новой фазы из молекул водяного пара носит дискретно-непрерывный характер и сопровождается созданием определенных кристаллических веществ. При этом структура кристалла сводится к непрерывно перемещающейся последовательности водородных и кислородных ионов, удерживающихся вместе электрическими силами, в связи с чем понятие молекулы как бы теряет свое значение и весь кристалл может рассматриваться как одна громадная молекула. [c.149]

Согласно представленному циклу процесс образования кристалли ческого хлорида натрия из твердого металлического натрия и ГН зообразного хлора возможен по двум путям. Первый путь состоит в превращении натрия и хлора в состояние ионов Na+ и С1 и образовании из них твердого хлорида натрия. В соответствии с определением понятия энергия кристаллической рещетки при образовании Na l из газообразных ионов выделяется энергия, равная по абсолютной величине Uo. Для получения ионов натрия требуется перевести металлический натрий в газообразное состояние. На это затрачивается теплота возгонки ДЯвозг. Затем нужно подвергнуть атомы ионизации, что требует энергии ионизации/ма. Для получения ионов хлора необходимо сначала разорвать связь в молекуле СЬ (на получение 1 моль С1 потребуется /г св), затем к атому хлора нужно присоединить электрон, оторванный от атома натрия при этом выделяется энергия сродства к электрону E u Все указанные здесь величины мo yт быть измерены. [c.153]

Приведенная выше классификация частотных сдвигов ЯКР позволяет дать определение понятию структурной неэквивалентности в спектрах ЯКР. Под структурной неэквивалентностью следует понимать различия в градиентах (и частотах) резонирующих атомов, вызываемые химической неэквивалентностью и определяемые различиями в распределении электронной плотности в свободной молекуле, а также кристаллографической неэквивалентностью, появляющейся в результате различия дополнительных вкладов из-за поля кристалла в градиенты резонирующих химически эквивалентных и неэквивалентных атомов. При этом понятие кристаллографической эквивалентности близко к понятию физической неэквивалентности, данному Дасом и Ханом. Очевидно, что подразделение структурной неэквивалентности на химическую и кристаллографическую теряет смысл при переходе к координационным и ионным кристаллам, в которых отсутствуют индивидуальные молекулы. [c.30]

В разупорядоченных кристаллах проводящие катионы не локализованы в определенных местах решетки, а непрерывно кочуют по вакантным пустотам. Катионная подрешетка таких кристаллов разрушена и находится в квазижидком состоянии. При этом понятия вакансии и межузлия нивелируются, число вакансий близко или даже превышает число самих ионов. Поэтому к разупорядоченным кристаллам неприменима теория Френкеля — Шоттки, в основе которой лежит предположение о незначительных нарушениях идеальной структуры кристалла. [c.99]

Общие понятия. К числу веществ, обозначаемых как комплексные, относят определенные молекулярные соединения, связи внутри которых имеют неионо нный характер и которые способны существовать в виде отдельныл частиц (комплексных ионов или молекул) как в кристалле, так и в растворе. [c.221]

В кристаллах две данные частицы, например ион натрия и ион хлора в кристалле хлорида натрия, отделены друг от друга определенным минимальным расстоянием, причем вокруг иона натрия расположены шесть ионов хлора и, соответственно, наоборот. Эта конфигурация сохраняется во всех областях кристалла, и ее периодическое повторение и образует кристаллическую структуру. Более точное определение связано с понятием об элементарной ячейке. Элементарная ячейка есть параллелепипед наименьшего объе- [c.272]

В этом смысле организм подобен машине, построенной по плану для достижения определенной цели. Конечно, научная биология далека от телеологического рассмотрения процессов развития. Достижение цели в онтогенезе и филогенезе является следствием реальных причин (естественного отбора и т. д.). Подчеркивая наличие некоторого плана развития, Моно вводит понятие телеономии [14], имея в виду причинную обусловленность (каузальность) развития. Исключительная сложность и историчность филогенетического и онтогенетического развития организма — живой машины — определяют его финалистическое описание, не свойственное обычной физике и химии. Очевидна бессодержательность такого, например, утверждения Ионы натрия и хлора взаимодействуют друг с другом с тем, чтобы построить кубический кристалл . Напротив, утверждение ...по той причине, что ионы Na и I имеют такие-то заряды и радиусы, кристалл Na I должен быть кубическим имеет ясный смысл. [c.18]

В катализе встречаются матрицы разных типов и размеров. Особенно велико их многообразие в гетерогенном катализе и в катализе макромолекулами полимеров. Но матрица в катализе — это не чисто геометрическое понятие. Для того чтобы определенная матричная структура могла осуществлять свои функции, ее структурные элементы должны обладать должным образом распределенной реакционной способностью. А это уже проявление тонких электронных свойств, без чего геометрия бесполезна. Данный факт не учитывается в традиционной концепции геометрического соответствия Баландина [50] и в фишеровской модели ключа и замка для ферментативного катализа. Такие концепции нуждаются в модернизации и в существенных коррективах. Так, в основу теории мультиплетов положено представление о точном совпадении определенных межатомных расстояний и элементов симметрии определенных граней кристаллов, образующих гранулы катализатора, с расстояниями между атомами в реагирующих молекулах и с их геометрической структурой. Постулируется дуплетная, тршлетная, квадру- и секстетная адсорбция реагентов с образованием химических связей с двумя, тремя, четырьмя и шестью атомами (ионами) решетки. Природа этих связей остается неопределенной. Секстетная модель, в частности, применяется для адсорбции циклогексана и бензола на Р1, №, Рс1, Со и других переходных металлах, катализирующих дегидрирование и гидрирование, как это показано на рис. 1.17. В этой концепции имеется несколько слабых мест. [c.37]

В практическом плане понятие и величины связевых валентностей могут быть использованы для определения эффективных координационных чисел аюмов в кристаллах и для вычисления ионных радиусов, как будет показано дальше. [c.103]

Введенное этой формулой понятие заряда иона носит несколько условный и, так сказать, теоретический характер, ибо оно основано на вполне определенной записи волновой функции а-связп. Однако в дальнейшем вычисление энергии кристалла приводит к выражению, в котором дальнодейст- [c.200]