Радиусы атомов и ионов кристаллические

Электронное строение атома бериллия в газообразном состоянии — 15 25% Увеличение заряда ядра атома бериллия по сравнению с зарядом ядра атома лития наряду с тем, что 25-электроны только частично экранируют друг друга, приводит к двум эффектам 1) атом Ве имеет металлический радиус только 0,89 А, значительно меньше, чем в случае лития (1,22 А) 2) потенциалы ионизации Ве, 9,32 и 18,21 эв, гораздо большие, чем у Ы (5,39 эе), делают Ве значительно менее электроположительным, если рассматривать его хилшческие свойства в сравнении со свойствами Действительно, не существует никаких кристаллических соединений или растворов, в которых ионы Ве + существовали бы как таковые. Все соединения, строение которых было определено, даже соединения с наиболее электроотрицательными элементами, такие, как ВеО и ВеР.,, по крайней мере частично обладают ковалентным характером связи. Электронное строение атомов других элементов II группы (Mg, Са, 5г, Ва и Ка) подобно строению атома Ве. Однако больший размер этих ато.мов уменьшает влияние заряда ядра на валентные электроны. Так, их потенциалы ионизации ниже, чем у Ве они в основном более электроположительны, а ионная природа их соединений законо-.мерно возрастает в группе сверху вниз. [c.67]

Жидкие и твердые вещества характеризуются определенной аморфной или кристаллической решеткой. Аморфная решетка характеризуется наличием близкого порядка в расположении атомов, ионов или молекул, а кристаллическая — близкого и дальнего порядка. Ближний порядок определяется тем, что в пределах радиуса ионов, атомов или молекул образуется устойчивая (для твердого тела) и малоустойчивая (жидкости), среднестатистического состава и строения пространственная фигура. В этой пространственной фигуре можно выделить центральную частицу (атом, ион, молекулу) и частицы из окружения, которые называют лигандами (ионы, атомы или молекулы). [c.248]

Металлические структуры обладают некоторыми очень характерными свойствами. Каждый атом в кристаллической структуре металла имеет высокое координационное число (часто двенадцать и иногда восемь), и структура характеризуется высокой электро- и теплопроводностями. Атомы в металле располагаются близко один к другому это означает, что наблюдается значительное перекрывание орбиталей внешних электронов и что валентные электроны фактически связаны не с отдельным ядром, а делокализованы- по всем атомам металла. Таким образом, металл можно рассматривать как ансамбль положительных ионов, которые, вообще говоря, представляют собой сферы одинакового радиуса (марганец и уран являются исключениями), как можно более плотно упакованные в пространстве. Существует два способа плотной упаковки одинаковых сфер один из них приводит к гексагональной, а другой — к кубической симметрии, но в каждом случае координационное число равно двенадцати. Объемноцентрированная кубическая структура щелочных металлов менее плотно упакована для нее координационное число равно восьми и каждый ион имеет восемь ближайших соседей в услах окружающего его куба. [c.136]

Первая попытка сопоставления атомных размеров была сделана на основе атомных объемов. Для этого послужила кривая атомных объемов Лотара Мейера, изображенная на рис. 3-2, принесшая ему больше славы, чем его периодическая система, основанная на физических свойствах элементов. Как было сказано, атомный объем получается путем деления атомного веса элемента на плотность элемента в свободном виде, и, следовательно, он верен только в том случае, если достоверна плотность. Но плотность элемента в свободном виде зависит в большей степени от его физического состояния, кристаллической структуры, аллотропического видоизменения и температуры, при которой определена плотность. Например, плотность белого олова 7,31, а серого — 5,75. Однако несмотря на все возможные факторы, которые могут влиять на атомный объем, удивительно, что кривая атомных объемов вполне правильно показывает периодичность свойств. Так как невозможно выделить отдельно атом или ион и измерить их радиус, следует полагаться на измерения, сделанные на большом количестве вещества, и допустить, что атомные модели правильны в отношении поведения атомов и ионов во всей структуре вещества. Вскоре стало ясно, что на соответствующие расчеты влияют многие факторы, в числе которых надо упомянуть характер связи (кратная ли связь или простая), степень ионного или [c.104]

Ионная, или электростатическая связь (рис. 3.2, в) образуется в случае полного переноса связывающих электронов к более электроотрицательному атому, который становится в результате этого отрицательным ионом - анионом с зарядом, равным количеству перенесенных электронов. Менее электроотрицательный атом теряет соответствующее количество электронов и становится положительным ионом - катионом. По существу, это предельный случай полярной ковалентной связи, который может реализоваться лишь при взаимодействии атомов, очень сильно отличающихся по электроотрицательности, например в 1лГ, СаРг, ВаО. Однако, строго говоря, даже в таких соединениях электроны не полностью переходят с катионов на анионы, а некоторая часть электронной плотности остается делокализованной между ними. Такую связь правильнее рассматривать как преимущественно ионную с малой примесью ковалентности. Ионная связь имеет электростатическую природу это значит, что она не имеет определенного направления в пространстве и ионные соединения не состоят из отдельных молекул, а образуют трехмерные пространственные кристаллические структуры, в которых соотношение между количеством катионов и анионов определяется их зарядами, а взаимное расположение - соотношением радиусов. Энергия ионной связи может быть легко рассчитана по закону Кулона, если известны заряды и радиусы ионов и тип кристаллической решетки. Подробнее об ионных кристаллах - см. разд. 6.3. [c.45]

Бильтц установил, что объемы твердых веществ, приведенные к абсолютному нулю (как неорганических, так и органических), можно также рассчитать суммированием приписанных определенным атомам или ионам объемных инкрементов. Объемные инкременты зависят от тина связи, т. е., другими словами, от типа соединения. Поэтому для какого-либо металла, например, они различны в его соединениях с другими металлами и с неметаллами. Поэтому они в общем также не равны атомным объемам, вычисленным из удельных весов элементов. Объемные инкременты сильно зависят от зарядов соответствующих атомов. Например, атом К имеет инкремент 43,4, а ион — инкремент 16. Принимая во внимание влияние зарядов на сумму объемных инкрементов, можно, как показал Бильтц, приближенно рассчитать мольные объемы таких соединений, которые образуют типичные ионные кристаллические решетки. Но все же расчет с использованием объемных инкрементов в этих случаях приводит к значительно большим отклонениям от наблюдаемых величин, чем в случае атомных или молекулярных агрегатов. Поэтому в этой области для расчетов предпочтительнее применение ионных радиусов. [c.251]

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]

Некоторые выводы мы можем сделать на основании одного простого примера. Рассмотрим металл литий с кристаллической структурой о. ц. к. и кратчайшим возможным расстоянием между ядрами, равным 3,03 А. В атоме лития имеются только три электрона, основное состояние которых (ls) (2s) радиус иона Ы+(15)2 (табл. 28 на стр. 337) равен всего лишь 0,60 А. На внутренние сильно связанные электроны другие атомы лития почти не будут оказывать влияния, поэтому мы приходим к выводу, что один и только один валентный электрон каждого атома сообщает кристаллу металлические свойства. Все связи атома с его ближайшими четырнадцатью соседями обязаны своим существованием этому единственному (на каждый атом) электрону, связывающая сила которого, таким образом, размазана . Это следует также из сравнения длины связи, (2,67 А) в двухатомной молекуле Ыг с кратчайшим возможным расстоянием (3,03 А) между атомами в металле. Увеличенная длина связи в металле означает, что последняя ослаблена в то же время число связей в металле больше, вследствие чего полная энергия связи на один атом возрастает от 13 ккал/моль в молекуле до 39 ккал/моль в металле. Валентные электроны, или электроны проводимости, таким образом, связаны в металле сильнее, чем в молекуле, но их связывающая сила распределена между большим числом объектов. [c.342]

Мольный объем кристаллического вещества с известной структурой решетки получают при отнесении объема элементарной ячейки к одному атому (или иону) и умножении на общее число атомов (или ионов), содержащихся в молекуле этого соединения, и на число Авогадро N . Поскольку величина элементарной ячейки и число атомов в ней предсказывается при помощи ионных радиусов , этот метод приводит к наиболее точным значениям мольных объемов. Область применения этого метода. [c.249]

Величины эффективных радиусов зависят от типа связи и довольно резко меняются при его изменении. В пределах одного типа связи на величину эффективного радиуса частицы влияют координационное число, структура решетки и химическая природа частиц. Исходя из максимально плотной упаковки, отрицательные ионы, имеющие большие размеры, чем положительные, должны возможно теснее группироваться вокруг последних. Число, показывающее, сколько атомов или ионов окружают каждый данный атом или ион в кристалле, называется координационным числом. Координационные числа разных веществ могут быть равны 2, 3, 4, 5, 6, 8 и 12. Встречаются кристаллические решетки (у некоторых металлов) с координационным числом 14. [c.146]

Атомные и ионные радиусы. Одной из численных характеристик ато ма или иона, предопределяющих их свойства, является эффективный радиус атома или иона. Не следует думать, что атомы или ионы в молекулах или кристаллах резко отграничены друг от друга. Тем не менее во -многих случаях, в частности при сочетании в кристаллическую решетку, атомы и ионы ведут себя так, как если бы они были шариками определенного размера. [c.63]

Когда кристаллическое вещество характеризуется ненаправленными и ненасыщенными связями, то согласно минимуму потенциальной энергии взаимодействия частиц следует, что каждый атом или ион стремится взаимодействовать с возможно большим числом соседних атомов или ионов. Это приводит к образованию структур с наибольшим координационным числом (/С-12). Принимая атомы в виде несжимаемых, равновеликих шаров радиусом Я, их наиболее компактную упаковку можно получить при [c.42]

К первой группе относятся главным образом ионы металлов, которые имеют конфигурацию инертного газа или содержат мало d-электронов, а в третью группу входят ионы металлов с заполненной или почти заполненной -оболочкой. Значительно большая склонность ионов металлов последней группы к деформации и повышенная поляризуемость атома азота объясняют большее сродство этих ионов к азоту. Поляризующее действие лиганда на центральный ион металла возрастает с уменьшением заряда и увеличением радиуса иона металла, и, следовательно, наибольшие различия наблюдаются у членов отдельных групп периодической системы, например в подгруппе щелочных металлов и подгруппе меди (медь, серебро, золото), тогда как способность к комплексообразованию, например у четырехвалентных ионов обеих подгрупп четвертой группы, почти одинакова, и они присоединяются прочнее к кислороду, чем к азоту. Ион Ре(И1) принадлежит к первой группе, а другие трехвалентные ионы переходных металлов — ко второй и третьей группам. Вследствие сферически симметричной конфигурации -электронов ион Ре(П1) не обладает энергией стабилизации кристаллического поля 330], тогда как у других трехвалентных ионов переходных металлов константа устойчивости значительна (см. также разд. И этой главы). Другими словами, трехвалентные ионы переходных металлов присоединяются более прочно к атому азота благодаря большей силе поля. Сиджвик исследовал силы связи между ионами металлов и донорными атомами кислорода и серы. Он нашел, что ионы Ве(П), Си(И) и Аи(И1) соединяются намного прочнее с лигандами, содержащими кислород, а ионы u(I), Ag(I), Au(I), Hg(I) и Hg(II) предпочитают лиганды с донорным атомом серы. [c.14]

Радиус связанного атома можно считать либо ионным (кристаллическим), либо атомным. Атомные радиусы разделяют на металлические, которые мы находим в металлах, сплавах или в интерметаллических соединениях, и ковалентные, характерные для неметаллов и вообще для ковалентных молекул. Ковалентные радиусы в свою очередь подразделяют на тетраэдрические, октаэдрические и др. Безусловно, нужно различать радиусы при ординарной, двойной и тройной связях. Однако при наличии кратной связи понятие радиуса атома теряет в значительной степени свою определенность, так как в этих условиях атом следует рассматривать как сильно искаженную сферу в этом случае более целесообразно пользоваться межъядерным расстоянием. Вообще говоря, это справедливо также для всех молекул, имеющих формы плоского квадрата, тригональной бипирамиды или любого другого неправильного многогранника. Имеются еще два дополнительных вида радиусов для связанного атома, близких к атомным ковалент- [c.107]

Кристаллографические данные. В пользу родства актинидов — элементов, следующих за актинием, говорят изоморфизм кристаллических структур окислов ТЬОг, РаОг, ПОг, КрОг, РиОг и АшОг и регулярное уменьшение радиуса металлического иона в кристаллической решетке этих окислов (последнее — за исключением Ра и Ат, окислы которых имеют смешанный состав типа РагОз — РаОг). Изоморфными оказались также соединения типа ХР4 (где Х = ТЬ, П, Кр, Ри), ХРз, ХС1з и ХО (где X = и, Мр, Ри, Ат). [c.155]

Координационными или комплексными называют соединения, содержащие центральный атом или ион и группу молекул или ионов, его окружающих и связанных с ним (лигандов). Число лигандов, связанных с центральным атомом (ионом), называют координационным числом иона. Оно зависит как от электронной структуры, так и от соотношения между радиусами центрального атома (иона) и лигандов. Координационное число центрального атома (иона) обычно превышает его валентность, понимаемую как формальный положительный заряд на атоме. Высокая устойчивость многих комплексных соединений указываает, что химическая связь в них не отличается по своей природе от химической связи в обычных ионных или ковалентных соединениях. В большинстве координационных соединений центром является ион переходного металла (Т , Со , Сг " и др.), а лигандами — ионы или полярные молекулы (обладающие к тому же неподеленной парой электронов.) Именно поэтому электростатические представления легли в основу теории комплексных соединений, так называемой теории кристаллического поля, учитывающей также квантовомеханические особенности строения электронной оболочки центрального иона (Бете, Ван Флек). [c.120]

Атомные характеристики Атомный номер 32, атомная масса 72,59 а е м, атомный объем 13,64-]0- мкмоль, атомный радиус 0,139 нм, ионный радиус Ое2+ 0,065 им, Ое + 0,044 им. Электронное строение свободного атома германия 45 р2. Потенциалы ионизации 1 (эВ) 7,88 15,93 34,21. Электроотрицательиость 2,0. Кристаллическая решетка ге.рмання — кубическая типа алмаза с периодом а = 0,5657 нм. Энергия кристаллической решетки 328,5 мкДж/кмоль. Координационное число 4. Каждый атом германия окружен четырьмя соседними, расположенными на одинаковых расстояниях в вершинах тетраэдра. Связи между атомами осуществляются спаренными валентными электронами. При высоких давлениях (13,0 ГПа) германий может перейти в тетрагональную сингонию с.параметрами а = 0,593 им, с = 0,698 им, с/а= 1,18. [c.214]

Кристаллические структуры комплексов (дибензо-ЗО-краун-10) х х К+1 и (бензо-15-краун-5)2 -K+I- [можно обозначить также (33) 2К+ I ] указывают на то, что К+ координируется десятью атомами кислорода на расстояниях менее 2,95 А, причем в последнем случае образуется пентагонально-антипризматическая структура [138, 570]. Для других кристаллических комплексов обнаружены 1) стехиометрия 3 2, связанная с сосуществованием комплексов состава 1 1 и свободного полиэфира 2) дополнительное встраивание в координационную сферу атомов аниона, ароматических колец лиганда или гид-ратной воды 3) образование связей атомами кислорода более чем с одним ионом М+ [137, 115, 283]. Согласно рентгенографическим данным, в криптатах (36, X = 0) Na+, K+, Rb+ и s+ действительно атом металла находится в клетке, образованной лигандом. М+ вступает во взаимодействие лишь с восемью донорными атомами, но не с анионами и не с молекулами воды (некоторые из кристаллических комплексов гидратированы). Несколько заслоненная (угол 15 — 45°) двояковогнутая тригонально-призматическая структура, образуемая донорными атомами, подстраивается таким образом, чтобы обеспечить наиболее точное соответствие с размерами иона металла. Тем не менее разность наблюдаемого среднего расстояния М+ -О и суммы кристаллографического радиуса М + и вандерваальсового радиуса О составляет для Na+ + 0,22, К+ + 0,05, Rb+ + 0,02, s+ -0,12. Таким образом натрий сжимает структуру, а образование комплекса s + [c.344]

Атомы гелия и неона из-за малых размеров и трудной поляризуемости не образуют гидратов. Кристаллические соединения подобного типа образует фенол с криптоном (Кг-2СбН50Н), ксеноном (Хе-2СвН50Н) и радоном (Кп-2СбНбОН). Их устойчивость является функцией радиуса атома чем крупнее атом инертного газа, тем легче он поляризуется. Радоновое соединение плавится при 50 °С. Существуют соединения, образованные сильно поляризующим ионом лития и инертными газами, — (где п равно 1 или 2), Их устойчивость также зависит от радиуса атома инертного газа. [c.223]

В некоторых соединениях металлов первой н второй подгруппы В периодической таблицы атом металла образует две связи, и здесь опять все электроны валентной группы (в данном случае 4 электрона) являются поделенными. Линейное расположение таких связей найдено в комплексных ионах [N0 — Ag — СН] , [С1 — Ли — С1] , в молекулах Hg l2, HgBr2 и Hg]2 и в кристаллических СИзО и Ag20. Эти связи также, вероятно, являются 5/7-связями. В отношении 2-ко-валентных радиусов Си и Ag в этих кристаллах, равных соответственно 1,18 и 1,39 а, встречаются те же затруднения, что и у 2п0. Если считать эти связи ковалентными, то каждый атом Си должен иметь формальный заряд—1, а каждый атом О должен иметь заряд - -2, и, очевидно, эти связи не являются чисто ковалентными. [c.100]

Размеры атомов. Размеры атома — это весьма условное понятие, ведь атом нельзя рассматривать как бильярдный шар. При определении размеров атома ксенона, покоящегося в решетке твердого ксенона, получается один результат, а при измерении методом столкновений — другой. Ион натрия сильнее сжат в кристаллической решетке, например фторида натрия NaF, чем если он находится в низкополярном растворителе. Определение размеров атомов равносильно измерению диаметра резинового мячика штангенциркулем при различных степенях сжатия ножек штанги и нониуса. Другими словами, однозначно определенных значений атомных радиусов не существует (см. разд. 7). [c.44]

В кристаллической решетке гидрида магния все расстояния Mg—Н одинаковы и равны 1,95 А, каждый атом магния окружен шестью атомами водорода и каждый атом водорода — тремя атомами магния. В решетках гидридов кальция, стронция и бария расстояния металл — водород неодинаковы [5]. Так, например, в ЗгНг три расстояния 5г—Н равны 2,35 А, а четыре —2,40 А. Сумма кристаллографических радиусов 5г + и Н равна 2,65А, что связано с поляризацией ионов. [c.83]

Физические и химические свойства. М. — серебри-сто-белый блестящий металл, тускнеющий на воздухе вследствие окисления. Кристаллическая решетка М. гексагональная, плотноупакованная, а — 3,2028 А, с = 5,1998 А полиморфных превращений нет. Атомный радиус 1,60 А, ионный радиус Mg 0,74 А. Плотн. 99,9%-ного М. 1,739. Т. ил. 651°, т. ши. 1107°. Теплоты плавления и испарения (при т. кип.)в кал г-атом соответственно равны 2100 и 30,500. Уд. теплоемкость в кал г-град 0,241 (0°) 0,248 (20°) 0,254(100°) 0,312 (650 ). Теплопроводность 0,37 кал см сек град (20°). [c.505]

Зозможность такого замещения не вызывает сомнений, так как ионные радиусы фтора и гидроксила близки, а заряды равны. Иначе обстоит дело с карбонатапатитом. Определению его структуры и установлению возможности встраивания в кристаллическую решетку апатита иона СОГ посвящено значительное число работ. Как было указано, мнение о возможности такого замещения высказал Мемель он привел модель элементарной ячейки, в которой расположены атом углерода и три добавочных кислородных атома. [c.18]

Физические и хи.мические свойства. Чистый кристаллич. Б. серовато-черного цвета его структура сложна и окончательно не расшифрована — имеются данн1ле о тетрагональной решетке Б., о ромбический нли моноклинной и др. Атомный радиус В 0,97 А, ионный радиус В 0,20 А плотность rf 2,34 по твердости кристаллич. Б. занимает среди элементов второе место (после алмаза), микротвердость его ок. 3500 кг/м-м . При нек-рых условиях, напр, при восстановлении BjOg магнием, получается весьма мелкозернистый т. н. аморфный порошок Б., обычно загрязненный примесями (магний, окисные пленки). Пикнометрич. измерения плотности аморфного Б. показывают значительно более низкие значения (ок. 1,73), чем кристаллического. Физич. константы 13. и.июрялись для не совсем чистых препаратов и поэтому представляют собой приблизительные величины т. цл. 2 300° т. кин. 2 550° теплота сублимации 95 ккал/г-атом (при 25°) атомная теплоемкость [c.226]

В сущности говоря, кристаллическую решетку, в которой все частицы связаны только ван-дер-ваальсовой связью, образуют лишь благородные газы и летучие гидриды. Гримм [ ] указывает, что атомы водорода как в ионных, так и в молекулярных решетках не занимают отдельного места — узла кристаллической решетки. Ионы МпО, и HSO могут изоморфно замещать друг друга, они составлены из одинакового числа атомов, так как атом водорода мы здесь не должны учитывать. В кристаллах органических веществ изоморфно замещают друг друга такие группы, как -С С- —N N— —NH-NH- -СН = СН-- —СН,-СН,— и т. д., и мы должны считать, что все они составлены из двух атомов , занимающих узлы кристаллической решетки. Поэтому летучие гидриды элементов от IV до VII группы главных рядов периодической системы дают кристаллические решетки, во многом аналогичные решеткам благородных газов, так как их молекулы являются псевдоатомами и занимают только один узел в решетке. Отдельные узлы кристаллической решетки летучих гидридов связаны между собой только ван-дер-ваальсовыми силами. Поэтому мы можем ждать, что благородные газы будут давать смешанные кристаллы как друг с другом, так и с летучими гидридами, если только их радиусы не будут слишком сильно отличаться, а молекулы летучих гидридов не будут иметь слишком большого дипольного момента, который может влиять на кристаллическую решетку. В табл. 1 [c.120]

Смотреть страницы где упоминается термин Радиусы атомов и ионов кристаллические : [c.377] [c.247] [c.110] [c.51] [c.61] [c.203] [c.565] [c.85] [c.451] [c.27] [c.535] [c.368] [c.96] [c.440] [c.110] [c.110] [c.251] [c.124] [c.104] [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология