Ионные кристаллы условия образования

Твердые растворы замещения образуются в том случае, если кристаллические решетки компонентов однотипны и размеры частиц компонентов близки. Необходимым условием образования твердых растворов является также и известная близость химических свойств веществ (одинаковый тип химической связи). Так, в кристалле КС1 ионы хлора могут быть постепенно замещены ионами брома, т. е. можно осуществить практически непрерывный переход вещества от состава КС1 к составу КВг без заметного изменения устойчивости кристаллической решетки. Свойства образующихся твердых растворов непрерывно меняются от КС1 к КВг. Ниже приведены примеры ионных, атомных, молекулярных и металлических твердых растворов замещения. [c.134]

Исследованиями ученых многих стран установлено, что к соединениям переменного состава относятся не только оксиды, но н субоксиды, халькогениды, силициды, бориды, фосфиды, нитриды, многие другие еорганические вещества, а также органические высокомолекулярные соединения. Во всех случаях, когда сложное вещество имеет молекулярную структуру, оно представляет собой соединение постоянного состава с целочисленными стехиометриче-скими индексами. Некоторые ионные кристаллы и даже атомные кристаллы и металлы могут также подчиняться законам стехиометрии. Но в случае немолекулярных кристаллов, как отмечает Б. Ф. Ормонт, уже не молекула, а фаза т. е. коллектив из Л/о (числа Авогадро) атомов, определяет свойства кристаллической решетки . Он предлагает для подобных веществ расширить формулировку закона постоянства состава Если... в твердом агрегатном состоянии соединение не имеет молекулярной структуры, то в зависимости от строения атомов и вытекающего отсюда строения фазы и характера химической связи в ней состав соединения и его свойства могут сильно зависеть от путей синтеза. Даже при одном и том же составе свойства могут сильно зависеть от условий образования . Б. Ф. Ормонт подчеркнул необходимость исследования зависимости условия образования—состав — строение — свойства,— направленного. на установление связи между условиями образования, химическим и фазовым составом системы, химическим составом и строением отдельных фаз и их свойствами. Нетрудно заметить, что добавление к обычной формуле, закона постоянства состава слов состав срединения зависит от условий его образования ,— лишает закон постоянства состава его смысла. В то же время указание на важность изучения в связи с проблемой стехиометрии не только состава, но и строения твердых веществ представляется очень существенным. [c.165]

Условие электронейтральности ионного кристалла при образовании катионной или анионной вакансии может быть удовлетворено также при одновременном удалении или введении электронов. При этом возникают тела с электронной проводимостью, вызванной квазисвободными электронами и положительными дырками. [c.96]

Ионные кристаллы. При образовании ионного кристалла фторида лития валентный электрон атома Ь1 (1 25 2р") переходит к атому Р (15 25 2р ) и образуются ионы Ы"" (Ь ) и Р (2х 2р ) с целиком заполненными электронными оболочками. Вследствие этого энергетические зоны кристалла ЫР, возникающие из заполненных атомных состояний, будут укомплектованы полностью (см. рис. 91, б). Свободные же состояния дадут свободную зону, лежащую значительно выше валентной зоны (А = 6 эв). Поэтому в обычных условиях ЫР электронной проводимостью не обладает. [c.135]

Следует иметь в виду, что образующими потенциал не обязательно могут быть ионы, входящие в состав данного кристалла. Необходимым условием является лишь возможность образования с соответствующими ионами кристалла труднорастворимого соединения или возможность достройки решетки. Входить п кристаллическую решетку способны изоморфные ионы, близкие по размерам и структуре. По отношению к Agi, например, изоморфными являются ионы С1 , Вг, N , S N , но не могут быть ионы ЫО Г, и т. п. [c.345]

Ионные кристаллы образованы из понов двух сортов — положительно и отрицательно заряженных. Величина г есть расстояние между двумя рассматриваемыми ионами. Если это расстояние будет бесконечно велико, то сила Р равна нулю. На конечном расстоянии сила взаимодействия двух противоположно заряженных ионов отрицательна, что соответствует притяжению ионы стремятся сблизиться. на наикратчайшее допустимое расстояние оно для них будет соответствовать устойчивому связанному состоянию. Сила взаимодействия одинаково заряженных ионов положительна, что соответствует отталкиванию. Ионы стремятся разлететься и ни на каком конечном расстоянии не образуют устойчивого соединения. Таким образом, устойчивому образованию соответствует отрицательная полная энергия системы. Такое условие реализуется при образовании ион- [c.171]

Число атомов К во фторфлогопите, которое может быть замещено Na, Са, 5г, Сз или КЬ, без ухудшения условий образования и роста кристаллов слюды колеблется от нескольких сотых (Ма, Са) до 0,5 (ЯЬ) формульных единиц. Наиболее легко и полно К замещается близким по размеру ионом Ва + (к> 1 во всем интервале замещений). Активность вхождения изоморфных элементов Сз (КЬ), 5г и Ва зависит от их количества в расплаве, причем характер этой зависимости для разных элементов неодинаков. Для Ыа и Са коэффициент сокристаллизации изменяется незначительно во всем ряду замещений. Для составов, в которых изоморфная примесь по отношению к К имеет значения коэффициента сокристаллизации меньше единицы, температура плавления ниже, чем калиевого фторфлогопита. [c.23]

Вторым условием образования твердых растворов замещения является сходство электронного строения взаимодействующих атомов или ионов, определяющее близость типа химической связи и поляризационных свойств замещающих друг друга атомов или ионов. Только при этом внутрикристаллические силовые поля взаимодействующих частиц будут совместимы и будут производить в-кристалле одинаковое физическое действие. [c.71]

Для ионных кристаллов образования вакансий в катионной и анионной подрешетках не являются независимыми событиями. Это вытекает из условия электронейтральности. Для 1,1-валентного ионного кристалла вместо (УП.5) выполняется соотношение [c.113]

Экспериментальные данные для молекул и радикалов отвечают термодинамическим условиям их образования, данные для ионов — условиям их существования Б водном растворе или (и) в ионных кристаллах. В последнем случае возможен интервал значений длины связи, поскольку точное значение обусловлено конкретным видом противоиона. Многоточием (...) обозначено отсутствие данных. [c.141]

Экспериментальные данные для молекул и радикалов отвечают термодинамическим условиям их образования, данные для ионов — условиям их существования в водном растворе или (и) в ионных кристаллах. Многоточием (...) обозначено отсутствие данных. [c.149]

Говоря об условиях теоретически полного разделения зон, следует исходить из предположения, что выпадающий осадок имеет точно стехиометрический состав, отвечающий его формуле, и что он не содержит других ионов, присутствующих в растворе. -Практически выпадение абсолютно чистого осадка редкое явление. Известно, что образующийся осадок может содержать другие ионы вследствие различного рода соосаждения. Процесс соосаждения может идти в результате сорбции посторонних, находящихся в растворе ионов на поверхности частиц выпадающего осадка, окклюзии, т. е. сорбции посторонних ионов из раствора во время роста кристаллов осадка, образования химических соединений присутствующих ионов раствора с основным веществом осадка, изоморфное соосаждение и т. д. [c.170]

Размеры ионов в кристаллах характеризуются понятием ионного радиуса. Существуют различные шкалы значений ионных радиусов, составленные таким образом, чтобы сумма двух радиусов равнялась равновесному расстоянию между соприкасающимися ионами в кристалле. В конечном итоге они пе сильно отличаются друг от друга. Существенной величиной, определяющей условия образования кристаллических структур с разным координационным числом (к. ч.), является отношение ионных радиусов катиона и аниона [99, 169]. Впервые на это указал еще Гольдшмидт в 1926 г. Для образования" ионных кристаллов должны соблюдаться следующие требования 1) несжимаемость сфер ионов 2) контакт ионов одного знака с ионами-другого знака 3) максимально возможное координационное чисяо 4) минимальное отталкивание между ионами одного знака. Из Двух первых правил были выведены следующие условия образования структур с разными к.ч. в зависимости от отношенияг /г -.Структуры с к. ч. 3 устойчивы при 0,155 с к. ч. 4 — при > >0,225 ск.ч. 5и6 —приг /г >0,414 ск.ч. 8 — ири> 0,645. Образование структур с к. ч. 5 маловероятно, так как расстояние между анионами в них будет меньше, чем в октаэдре и применение [c.94]

Это явление может быть связано с образованием аномальных смешанных кристаллов. Возможно, ионы индикатора, которые в макроколичествах не внедряются в кристаллическую решетку, являются достаточно сходными с одним из ионов решетки для замещения его в поверхностном слое, где условия тождественности размера и формы не так обязательны. Вследствие низкой концентрации индикаторных ионов кристалл может расти почти нормально, захватывая некоторые индикаторные ионы, но не претерпевая заметного нарушения в результате их присутствия. Большие количества таких посторонних ионов на поверхности кристалла не могут захватываться в растущем кристалле без заметного нарушения решетки следовательно, рост происходит лишь в том случае, когда ион решетки замещает посторонний ион на поверхности в течение быстрого процесса обмена. Таким образом, индикаторные ионы (но не макроколичества посторонних ионов) могут внедряться в решетку и в случае, когда смешанные кристаллы не изоморфны. [c.110]

При взаимодействии атомов между ними может возникать химическая связь, приводящая к образованию устойчивой многоатомной системы — молекулы, молекулярного иона, кристалла. Чем прочнее химическая связь, тем больше энергии нужно затратить для ее разрыва поэтому энергия разрыва связи служит мерой ее прочности. Энергия разрыва связи всегда положительна Б противном случае химическая связь самопроизвольно разрывалась бы с выделением энергии. Из этого следует, что при образовании химической связи энергия всегда выделяется за счег уменьшения потенциальной энергии системы взаимодействующих электронов и ядер . Поэтому потенциальная энергия образующейся частицы (молекулы, кристалла) всегда меньше, чем суммарная потенциальная энергия исходных свободных атомов. Таким образом, условием образования химической связи является уменьшение потенциальной энергии системы взаимодействующих атомов. [c.115]

Ионные кристаллы. В кристалле хлорида натрия (рис. 75, а) валентные электроны атомов Na (3s ) и l (3s 3p ) заполняют валентную энергетическую зону Зр. В представлении теории ионной связи это отвечает переходу электронов от атомов Na к атомам С и образованию ионов Na+ и СГ. Поскольку энергетическое различие между валентной Зр-зоной и свободной 35-зоной велико (Af 6 эВ), в обычных условиях Na l электронной проводимостью не обладает. [c.117]

Наиболее просто объяснить образование раствора ионного электролита, учитывая лишь электростатическое взаимодействие ионов с полярными молекулами растворителя. Как известно, центры положительных и отрицательных зарядов полярных молекул не совпадают, одна часть такой молекулы заряжена положительно, другая — отрицательно. Для примера представим себе кристалл ионного электролита, погруженный в раствор полярного растворителя. Ионы кристалла, находящиеся на его поверхности, притягивают к себе противоположные по знаку концы молекул растворителя и отталкивают одноименные. Поэтому молекулы растворителя, расположенные вблизи ионов, ориентируются вокруг них и со.здают результирующую силу, стремящуюся вырвать ион иа кристаллической решетки и перевести его в жидкость. Чем больп1е эта сила и чем сильнее тепловое движение ионов, тем больше их при прочих равных условиях сможет перейти в раствор. Обратный процесс затрудняется образованием вокруг каждого иона сольватной (для воды гидратной) оболочки ориентированных молекул растворителя. [c.209]

Условия образования осадка. Осадок МА образуется, когда значение ионного произведения [М+][А ] превысит значение произведения растворимости ПРма (см, разд. 3.4), т. е, когда возникнет местное пересыщение раствора, В этом месте появляется зародыш будущего кристалла (процесс зародышеобразования). С момента смешения растворов дЬ появления зародышей проходит определенное время, называемое индукционным периодом (от долей секунды до нескольких минут). При дальнейшем прибавлении осадителя более вероятным становится процесс роста кристаллов, а не дальнейшее образование зародышей. Зародыши соединяются в более крупные агрегаты, состоящие из десятков и сотен молекул (процесс агрегации). Эта стадия соответствует коллоидным системам. [c.142]

Поскольку реакции восстановления углеродом и водородом протекают в гетерогенной фазе, трудно непосредственно выразить в виде зависимости их нормальные электродные потенциалы. Однако для элементов, которые можно восстановить угле-родо.м, фактическим граничным условием является о>—0,5 В (исключение составляет 2п с о = —0,763 В в этом случае по мере образования продукта восстановления — металлического цинка — его удаляют из реакционной системы в виде паров). Это означает, что суммарное изменение энергии Гиббса для процесса (3.4) связано почти линейной зависимостью с изменением энергии восстановления твердых оксидов углеродом. Оксиды металлов являются ионными кристаллами, и процесс выделения из иих металлов можно рассматривать в соответствии с общей реакцией (3.4). Уравнение (3.6) отвечает диссоциации ионного кристалла — оксида МаОп- Если гидратацию рассматривать как образование ионной координационной связи, то можно считать, что изменение АС°, приведенное для (3.4), в какой-то мере может отражать АС° для случая диссоциации ионных связей между М—О. [c.142]

Ионные кристаллы в случае идеальной решетки являются изоляторами, обладают малой поверхностной энергией и поэтому их каталитическая активность мала. Если же решетка нарушена и имеет дефекты, то появляется электропроводность, зависящая от температуры. При повышении давления водорода возникает стехиометрический избыток катиона на поверхности окисла. Однако работа, необходимая для образования дефекта по Френкелю , зависит от объема в междоузлии, доступного для иона. Она будет гораздо меньше в том случае, если в кристалле имеются вакантные места для стехиометрического избытка катионов. Такие вакантные места всегда имеются в большом количестве в кристалле вещества формулы МХг (ThO , ZrO-). По условию сохранения заряда стехиометрический избыток ионов тория вызывает появление эквивалентного количества квазисвободных электронов в междоузлиях- Четырехвалентные катионы будут образовывать в два раза больше активных центров, чем двухвалентные. Поэтому ТЬОг и 2гОг должны обладать большей активностью, чем СаРг, несмотря на одинаковую структуру. От кристаллов формулы MX нельзя ожидать активности. [c.99]

В работах Я. И. Фенкеля дано молекулярно-кинетическое истолкование процессов адсорбции и конденсации. Разработка теории конденсации и вывод условий образования новой фазы, повидимому, наиболее важные достижения в этой области. Большое число исследователей занималось изучением природы действуюш,их при адсорбции сил. Выяснению роли электростатических сил притяжения, вызываемых постоянными и индуцированными электрическими моментами, посвящ[ены работы Б. В. Ильина. Электростатические силы, видимо, играют суш ественную роль при окклюзии газов металлами и вещ ествами, образующими ионные кристаллы. При квантово-механической трактовке поверхностных явлений, и, в частности, в теории адсорбции первостепенное значение придается аддитивному взаимодействию виртуальных электрических моментов, т. е. дисперсионным, лондоновским силам. Наибольшее значение в этой области имеют работы Д. И. Блохинцева. [c.6]

Условия образования смешанных кристаллов настолько специфичны, что таких случаев может быть очень немного. Однако имеется другая возможность взаимного распределения двух солей в виде ионов, путем приготовления комплексных солей с общей фор.мулой Ап(ВХт), где А — катион непереходного металла и В — центральный ион переходного металла [c.444]

Для отделения примесей от основы широко применяют соосаждение с коллектором. В качестве коллектора используют малорастворимые соединения гидроокиси, сульфиды, сульфаты и карбонаты многих металлов. В зависимости от свойств коллектора и примесей, а также от условий работы соосаждение происходит в результате адсорбции примесей на сильно развитой поверхности коллектора, ионного обмена ионов микрокомпонента с ионами коллектора или образования изоморфных смешанных кристаллов. Методы концентрирования Микропримесей соосаждением описаны в работах [286, 314]. [c.126]

В результате этого возникли дополнения к тепловой гипотезе механохимических явлений. Вследствие слабой теплопроводности выделяющееся при измельчении тепло приводит не только к локальному нагреву, но и к состоянию, когда вещество находится в виде ионов и электронов, — магма — плазма . Так, было замечено, что при измельчении наблюдается эмиссия электронов. Благодаря образованию при измельчении поверхностных дефектов твердые диэлектрики имеют на поверхности заряд. Электрический заряд возшикает и при деформации ионных кристаллов. При разрушении между частицами происходит электрический разряд и наблюдается вызванная им люминесценция. Механоэмиссия электронов вызывается их разгоном в поле микроконденсатора разъединяемых поверхностей раскола. Эти явления, если измельчение проводится в жидкой среде, создают условия для гидротермальных реакций. Механизм эмиссии электронов при деструкции твердого тела связан с переходом электронов на более высокие энергетические уровни. Переход таких электронов на стабильные уровни приводит к высвобождению энергии, расходуемой на излучение. Эмиссия возможна также из-за локальных нагревов (термоэмиссия), поскольку в момент разрушения возможно возникновение плазменных температур. Одн ако и модель магма — плазма не охватывает всех явлений. В частности, имеются наблюдения, которые указывают на развитие, в местах контакта не только высоких температур, но и локальных кратковременных давлений, достигающих 150 МПа. [c.152]

Параллельно с изучением гидролитических процессов в растворах Л. Силленом и Г. Лундгреном систематически изучается природа основных солей, выделяющихся из водных растворов солей ряда металлов в несколько более жестких условиях гидролиза (прп повышенной температуре). Методом Спллена устанавливаются состав п константы устойчивости комплексных ионов в растворе, но не пх структура. Сопоставление данных, полученных при изучении равновесий и рентгенографических данных, позволяет в некоторых случаях установить известное соответствие между природой ионов в растворе и в кристалле. Разумеется, физико-химическое исследование условий образования многоядерных комплексов в растворах производится и в других лабораториях. Так очень ценные работы по изучению комплексов циркония в растворе были проведены Конником и Мак-Ви Эти авторы установили условия, при которых цирконий существует в растворе в виде мономерного гидратированного иона гг +, а также условия, при которых происходят гидролиз этого иона и полимеризация продуктов гидролиза. [c.441]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология