Алмаз структура кристалла

Бор известен в виде простого вещества в двух формах кристаллической (т. пл. 2175 °С) и аморфной. Кристаллический бор имеет несколько полиморфных модификаций черного цвета, не уступающих по твердости алмазу. Структура кристаллов бора состоит из двадцатигранников Вп, называемых икосаэдрами. [c.215]

Рис. за. Структура. кристалла алмаза. [c.131]

Под элементарной ячейкой кристалла понимают наименьший его объем (параллелепипед), который позволяет мысленно построить всю структуру кристалла путем перемещения (трансляции) параллелепипеда в трех направлениях. В задаче N° 10-15 Вы собрали модели кристаллических решеток алмаза и графита. Выделите элементарную ячейку в каждой модели. Опишите форму элементарной ячейки. Сколько атомов углерода содержится в каждой из ячеек [c.65]

Карбид кремния, или так называемый карборунд, 81С образуется при восстановлении двуокиси кремния углем при температуре около 2000° С. Чистый карбид кремния представляет собой бесцветные кристаллы (технический окрашен обычно примесями в темный цвет). Кристаллическая решетка карбида кремния напоминает кристаллические решетки алмаза и элементарного кремния структуру кристаллов карборунда можно представить, если в расширенной решетке алмаза половину атомов углерода заменить на атомы кремния. Плотность карбида кремния 3,20 г/см . Характерными свойствами его являются чрезвычайно большая твердость (в этом отношении он лишь немногим уступает алмазу) и химическая инертность. На карбид кремния не действуют даже сильнейшие окислители и кислоты. Он разлагается лишь при нагревании выше 2200° С, а также при сплавлении со щелочами в присутствии кислорода. [c.195]

Чем отличается структура кристаллов СН< от структуры кристаллов углерода (алмаза) Какие виды связей осуществляются в этих кристаллах Какие физические свойства характерны для этих веществ в кристаллическом состоянии [c.83]

Алмазы существуют в двух формах, из которых одна, является обычной, а другая встречается сравнительно редко (2% исследованных образцов). Эта вторая форма характеризуется менее однородной внутренней структурой кристалла и быстрым увеличением электропроводности под действием света. По внешнему виду обе формы неразличимы. [c.500]

Рис. 26. Структура кристалла алмаза <гГ (длина всех С—С-связей равна 0,154 нм)

Германий и кремний —типичные полупроводники со структурой типа алмаза. В кристалле каждый атом Се (51) находится в центре тетраэдра, вершинами которого являются четыре ближайших атома. [c.303]

Полная гибридизация 2s 2p 2q . Атом углерода, образуя четыре гибридные орбитали, располагает их под углом 109°28 (углы пересекающихся диагоналей куба). Если все орбитали одного атома углерода перекрываются только орбиталями других атомов углерода, то возникает кристаллическая рещетка алмаза, которую мы можем рассматривать как полимер углерода (С) . Структура кристалла алмаза обсуждалась неоднократно. [c.438]

Если все орбитали одного атома углерода перекрываются только орбиталями других атомов углерода, то возникает кристаллическая решетка алмаза, которую мы можем рассматривать как полимер углерода (С) . Структура кристалла алмаза обсуждалась уже неодно- кратно. [c.453]

Оз) или разной структурой кристаллов (графит и алмаз). [c.6]

Рис. 10.16. Структура кристалла алмаза. Длина всех связей С—С равна 1,54 А.

Поверхность алмаза, как и любого другого твердого вещества, можно рассматривать как один из основных дефектов трехмерной структуры кристалла. Обрыв структуры остова алмаза, приводящий к изменению координационной сферы поверхностных атомов углерода, а также высокая энтальпия образования идеальной поверхности способствуют самопроизвольному протеканию процессов, снижающих энергию системы. Одним из таких процессов может быть образование поверхностных функциональных групп. [c.12]

Нельзя путать понятия решетки кристалла и структуры кристалла. В литературе часто приходится встречать такие термины, как, например, алмазная решетка . Это неправильно, ибо решетка в структуре алмаза — гранецентрированная кубическая, такая же, как у многих других упомянутых выше кристаллических веществ. Термин алмазная решетка не имеет никакого смысла. [c.132]

Структура кристалла и структурный тип 120 5. Структура алмаза и графита 121 6. Простейшие структуры соединений типа АХ 122 7. Координационное число и координационный многогранник 124 8. Простейшие структуры типа [c.397]

Классическим примером атомного кристалла является алмаз, структура которого показана на рис. 6.6. В кристалле алмаза каждый атом углерода окружен четырьмя другими атомами, находящимися на равных расстояниях от него. Все связи между атомами одинаковы как по длине, так и по энергии, и выделить какой-либо обособленный фрагмент в общей системе связей С—С невозможно. Иными словами, в атомном кристалле существует единая система химических связей, что приводит к отличию его свойств от свойств молекулярного кристалла. [c.85]

Сначала целесообразно рассмотреть идеальные плоские грани, образующиеся при делении кристалла вдоль определенной плоскости. Поскольку в простейшей модели молекулярной структуры кристалла атомы имеют вид шаров, структуру идеальной поверхности можно представить как ряд окружностей. Имеется подробный атлас моделей наиболее важных идеальных граней вплоть до восьмого порядка для о. ц. к., г. ц. к. и г. п. у. кристаллических структур (а также для структур алмаза и поваренной соли) [9]. В о. ц. к. и г. ц. к. кристаллах структура поверхностной грани однозначно определяется индексами [hkl) плоскости, вдоль которой делят кристалл. Однако для структур г. п. у., алмаза и поваренной соли это не обязательно. Так, например, хотя в г. п. у. структуре металлов (и структуре алмаза) все атомы химически идентичны, их можно в зависимости от окружения разбить на две группы для каждой плоскости hkl) г. п. у. металла, если сумма 2h+Ak + dl) не кратна шести, образуются две разные грани. [c.111]

Орбитали — кружками. Олово SnA имеет максимально возможную валентность и образует кристалл с тетраэдрической гибридизацией sp , подчиняющейся правилу 8 — N. Это и есть структура непроводящего серого олова, которое стабильно при температуре ниже 18° С. Единственный вид резонанса, не играющий здесь существенной роли, подобен резонансу в аналогичном по электронной структуре кристалле алмаза. Координационное число, большее 4, могло бы получиться при размещении большего числа атомов олова вокруг центрального атома. Устойчивость при этом достигалась бы за счет резонанса. Такой резонанс действительно возможен, но он должен быть синхронного типа, подобно резонансу между структурами Кекуле в молекуле бензола. Тетраэдрический характер гибридных орбиталей sp накладывает дополнительные ограничения именно на число эффективных схем спаривания. В результате полученный выигрыш в энергии не может скомпенсировать энергию отталкивания несвязанных атомов, которое возникает, как только координационное число становится больше 4. Олово SnB, напротив, двухвалентно но оно имеет металлические орбитали и должно быть проводником. Согласно Полингу [291], есть основания предполагать, что SnB является главной компонентой белого олова, стабильного при более высоких температурах. Считают, что в белом олове конфигурации SnB и SnA присутствуют в пропорции 3 1, что приводит к усредненной валентности 2,5. Очевидно, аналогичным путем можно истолковать все случаи дробной валентности. [c.356]

Различают две разновидности карбида кремния, отличающиеся и по цвету — зеленый и черный. Зеленый карбид кремния содержит несколько меньшее количество примесей и отличается повышенной твердостью и лучшей абразивной способностью. Различия в свойствах зеленого и черного карбида кремния находятся, по-видимому, в связи с различием в их кристаллической структуре. Кристаллы карбида кремния отличаются высокой твердостью, по твердости карбид кремния уступает только алмазу и карбиду бора. Плотность карбида кремния гексагональной модификации составляет около 3,2 г/сж . [c.153]

Структура кристаллов одной нз модификаций олова та же, что и у алмаза, но эти кристаллы мягки и. хорошо проводят электричество. Почему [c.328]

Литература по строению кристаллов графита и алмаза структуре аморфного углерода, физическим и химическим свойствам различных углеродных материалов или, как иногда говорят углеродов , рассеяна в море журнальных статей, трудов конференций, симпозиумов, фирменных проспектов и т. д. Исследователю или инженеру обычно трудно, иногда почти [c.5]

Зависимость твердости от ретикулярной плотности сеток видна на кристаллах алмаза (рис. 38). Чем выше значение ретикулярной плотности плоской сетки, тем выше значение твердости на ней. Твердость определяется плотностью упаковки атомов в структуре кристаллов она возрастает с уменьшением радиуса действия атомов, увеличивается с возрастанием их валентности, координационного числа и, как правило, увеличивается в кристаллах компактной структуры. Минералы, обладающие слоистой структурой, имеют низкую твердость. Твердость довольно низкая у минералов ленточной структуры. В полиморфных модификациях одного и того же химического соединения твердость повышается с увеличением плотности и с уменьшением энтропии. Жесткая и прочная решетка кристаллов обусловливает высокую твердость и резко ограничивает возможности для беспорядка в расположении атомов и перемещения их в кристаллическом пространстве. [c.73]

Алмаз и графит называют ковалентными каркасными кристаллами, потому что они состоят из бесконечных цепочек атомов, связанных друг с другом ковалентными связями, и в них нельзя различить дискретных молекул. В сущности, любой кусок ковалентного каркасного кристалла можно рассматривать как гигантскую молекулу, атомы которой связаны между собой ковалентными связями. Каркасные ковалентные кристаллы, как правило, плохие проводники тепла и электрического тока. Сильные ковалентные связи между соседними атомами, пронизывающие, как каркас, всю структуру кристалла, придают таким твердым веществам большую прочность и обусловливают высокую температуру плавления. Алмаз сублимирует (не плавится, а сразу возгоняется в паровую фазу) при температурах выше 3500""С. Некоторые из самых твердых известных нам веществ относятся к ковалентым каркасным кристаллам. [c.604]

Использование графита и алмаза в технике. Своеобразная структура кристаллов графита обусловливает его мягкость, на чем основано его применение в качестве смазочного материала. Между трущимися деталями машин графит измельчается в тончайшие чешуйки, устилающие неровности и облегчающие скольжение тру-ишхся поверхностей. От смазочных масел графит выгодно отличается относительной термической и химической стойкостью. [c.354]

Некоторые элементарные вещества и среди них в первую очередь германий отличаются полупроводниковыми свойствами. Эти свойства обусловлены особым состоянием электронов в кристаллической решетке полупроводников. Германий по структуре кристаллов напоминает алмаз. Каждый атом германия связан с четырьмя другими ковалентными связями. Однако в отличие от алмаза в кристаллах германия валентные электроны закреплены непрочно и под влиянием нагревания или облучения могут, возбуждаясь, отрываться от связываемых ими атомов и свободными уходить в междуузлия решетки. Наличие таких свободных электронов в кристаллах германия сообщает ему некоторую электронную проводимость. При переходе электрона в свободное состояние у данного атома остается свободная орбиталь, так называемая д ы р к а . Эта дырка может заполниться при перескоке валентного электрона соседнего атома, в котором тогда возникает новая дырка. Если при наложении электрического поля свободные электроны будут передвигаться к положительному полюсу, то дырки будут передвигаться к отрицательному полюсу. Это передвижение дырок, равносильное передвижению положительных зарядов, сообщает кристаллам германия еще так называемую дырочную проводимость. В совершенно чистом германии в каждый данный момент число дырок равно числу свободных электронов. Это обусловливает равное значение электронной (п) и дырочной р) проводимости в общей электропроводности чистого германия, значение которой очень невелико. Однако соотношение между числами свободных электронов и дырок в кристалле германия можно изменить. Если в германий ввести даже очень незначительную примесь, например мышьяка, в атомах которого на наружном уровне находится пять электронов, то в кристаллической решетке твердого раствора замещения число свободных электронов окажется больше числа дырок и электронная проводимость в этом случае будет играть решающую роль. Наоборот, если ввести в германий примесь галлия, на наружном уровне атомов которого имеется только три электрона, то число дырок в кристаллической решетке раствора замещения станет превышать число свободных электронов и решающая роль будет уже принадлежать дырочной проводимости. Однако в случае образования с элементарным полупроводником твердого раствора внедрения примесь активного металла усиливает элек- [c.205]

Физические свойства. Полученный указанными выше способами аморфный кремний представляет собой бурый порошок с температурой плавления 1420°С. Существует и другая аллотропная модификация кремния — кристаллический кремний. Это твердое вещество темно-серого цвета со слабым металлическим блеском, обладает тепло-и электропроводностью. Кристаллический кремний получают перекристаллизацией аморфного- кремния. Аморфный кремний является более реакционноспособным, чем химически довольно инертный кристаллический кремний. Кристаллический кремний — полупроводник, его электропроводность возрастает при освещении и нагревании. Это обусловлено строением кристаллов. Структура кристаллического кремния аналогична структуре алмаза. В его кристалле каждый атом окружен тетраэдрически четырьмя другими и связан с ними ковалентной связью, хотя эта связь значительно слабее, чем между атомами углерода в алмазе. В кристалле кремния даже при обычных [c.419]

В природе очень редко наблюдается превращение неметаллических веществ в металлические, т.е. переход изоляторов в проводники, как это происходит в случае олова, однако в условиях высоких давлений удается превратить многие изоляторы в проводники. Такой фазовый переход сопровождается изменением типа химической связи и структуры кристалла. Например, алмаз при давлении 600000 атм и температуре 1000 °С превращается из неметаллического кристалла с четырьмя соседями вокруг каждого атома в кристалл с металлическими свойствами, в котором каждый атом имеет шесть ближайших соседей. Аналогичные фазовые переходы при высоких давлениях происходят в кремнии, германии и таких соединениях, как GaSb, InP, ZnS и ul. [c.399]

Учет новых экспериментальных данных но атомным структурам кристаллов был сделан Ю. В. Вульфом при разработке им теории спайности. Суть идеи Вульфа легко понять из сравнений спайности у цинковой об-манкп и алмаза. ZnS имеет спайность по ромбическому додекаэдру 110 , алмаз — по октаэдру 111 . [c.247]

Замещающий атом высшей валентности в кристаллах с ковалентной связью, например, атом азота в кристалле алмаза, сохраняет одну ненасыщенную валентность. В результате этого в кристалл моясет внедриться (в структурах кристаллов с ковалентной связью обычно имеется много крупных пустот) атом какого-либо [c.259]

Таким образом, гипотеза регулярного, решетчатого строения кристаллов была подтверждена экспериментально. Несколько позднее были расшифрованы структуры галита, алмаза и других минералов. При этом обнаружилось, что кристаллы подавляющей части минералов имеют атомное строение, в них нет молекул как особых структурных сооружений, а пространственные решетки, в узлах которых находятся атомы, вставлены одна в другую, как это хорошо видно на структуре s l (рис. 4). Структура кристалла оказалась более сложным сооружением [c.14]

Структурные исследования, проведенные с помощью дифракций медленных электронов под малыми углами, позволили создать следующую картину роста. Первоначально растет слой совершенного монокристалла (рис. 56, а), затем его структура ухудшается и наряду с монокристаллическими участками растет поликристал-лический алмаз (см. рис. 56, б). На следующей стадии растет как алмаз, так и графит, причем алмаз сохраняет монокристальную структуру, что видно по линиям Кикучи, которые часто бывают двойными вследствие наследования двойниковой структуры кристалла-затравки. Далее растет поликристаллический алмаз совместно с графитом и наконец один графит (см. рис. 56, в). Ниже приведены результаты расчета и табличные значения межплоскостных расстояний на стадии, соответствующей рис. 56, а [c.101]

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]

АЛЛОТРОПИЯ, явление существования хим. элемента в ввде двух ила неск. простых в-в, разлвчвых по строению в св-вам (т. в. аллотропных форм). М. 6. обусловлено образоваввем молекул с разл. числом атомов (вапр., О] в Оэ) влв разной структурой кристаллов (яапр., графит и алмаз). В последнем случае А.— развовидность полиморфизма. [c.26]

Такой отбор материала определялся соображениями двоякого рода. Во-иервых, чисто ковалентные кристаллы с решеткой алмаза и б.т1изкие к ним частично ионные полупроводники В и В представляют собой простейший и в то же время практически важный класс твердых тел. Во-вторых, теория химической связи для остальных классов кристаллов еще не разработана в достаточной мере, во всяком случае в таком аспекте, в каком она рассматривается в данной книге и который заключается в том, что внимание при исследовании химической связи концентрируется не столько на электронной структуре кристалла как таковой, сколько на ее зависимости от свойств атомов, из которых построен кристалл, и от характера взаимодействия атомов. Потребность в рассмотрении проблемы с такой точки зрения диктуется развитием химии и физической химии твердого тела, центральной задачей которых является изучение связи физических свойств твердых тел с их составом и атомным строением. [c.3]

Рпс. 3.1. Атомная структура кристалла типа алмаза п цннковоп обманки. [c.85]

Проще всего выглядит зонная структура кристалла типа алмаза в центре первой зоны Г. В базисе из валентных АО схема энергетических уровней для этой точки состоит из двух однократных уровнен Г и Гг и двух трехкратно вырожденных уровней Г25 и Г15 она напоминает схему уровней для молекулы АН4 (см. рис. 1.7). При этом однократный уровень Г , образующий дно валентной зоны, отвечает связывающегх комбинации 5-орбиталей атомов обеих под-решеток. а уровень Г в зоне проводимости соответствует разрыхляющей колмбинации этих -орбиталей. Напротив, трехкратный уровень Г25 (верх валентной зоны) и уровень Г15 в зоне проводимости соответствуют связывающим и разрыхляющим комбинациям р-орби-талей указаппых атомов. [c.85]

Однако экспериментальные данные по зонной структуре кристаллов позволяют прямым путем оценить значение р для крел1ния. Как было указано, зависимость е (к) для р-уровня в кристаллах с решеткой алмаза определяется интегралом причем из опытных данных для алмаза и кремния можно получить экспериментальные оценки р. (см. )азд. 3.0.2). Согласно таким оценка .г, отношение (31) р (С) равно и ря—ря-связи для крем- [c.124]

Исследовав валентную зону, мы можем теперь приступить к изучению полосы проводимости и полной зоппой структуры кристаллов с решеткой алмаза. При атом, как мы увидим, в связи со специфическими свойствами полосы проводимости нужно будет перейти от упрош енного к полному варианту теории, а также более тш а-тельпо исследовать характер химической связи в соединениях элементов IV группы. [c.125]

Рассмотрим снова два независимых фактора, определяющих степень инертности s-орбитали (см. раздел 4.4.1) и будем характеризовать влияние первого фактора величиной отношения A / o. а влияние второго фактора — величиной отношения промот/ o- Будем теперь исследовать зависимость зонной структуры кристалла с решеткой алмаза от непрерывного изменения параметров A / o и npoMox/l ol сначала изучим влияние первого фактора. Как видно из рис. 3.2, отличительные свойстм зонной структуры германия состоят в том, что лз уровней Г 5, Г н L самым нижним является уровень а уро- [c.150]

Таким образом, гипотеза регулярного, рещетчатого строения кристаллов была подтверждена экспериментально. Несколько позднее были расшифрованы структуры галита, алмаза и других минералов. При этом обнаружилось, что кристаллы подавляющей части минералов имеют атомное строение, в них нет молекул как особых структурных сооружений, пространственные решетки, в узлах которых находятся атомы, вставлены одна в другую, как это хорошо видно на структуре СзС1 (рис. 4). Структура кристалла оказалась более сложным сооружением по сравнению с абстрактной пространственной решеткой, которая представляет собой упрощенную модель атомного строения кристалла. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология