Кристаллическая структура щелочных галогенидов

Рис. 7-3. Ориентация иона О2 в кристаллической решетке щелочного галогенида со структурой каменной соли.

Рис. 3.16. Экспериментальная и предсказываемая отношением +А- кристаллическая структура галогенидов щелочных элементов

Кристаллическая структура гидридов щелочных металлов сходна со структурой галогенидов — характерной является кубическая гранецентрированная рещетка (тип хлорида натрия). [c.290]

Независимо от реального химического состава поверхностные атомы вещества носителя должны иметь иное окружение, чем атомы объемной фазы. Нарушение трехмерной координации на границе кристалла вызывает энергетическую ненасыщенность поверхности, которая стремится к насыщению или путем перегруппировки поверхностных атомов, или посредством связывания посторонних атомов или их групп. Для преимущественно ионных соединений с простой кристаллической структурой, например галогенидов щелочных или окислов щелочноземельных металлов, обрыв решетки, как показывают и теоретические, и экспериментальные данные, мало изменяет положения ионов на поверхности, по крайней мере в случае граней низких индексов. Деформация, по-видимому, сводится к небольшому изменению расстояния между первым и вторым слоем ионов, не превышающему 3—4% [3]. Вероятно, у веществ указанного типа средний параметр решетки, характеризующий объемную фазу, не изменяется вплоть до частиц диаметром несколько нанометров, если не учитывать крайне незначительный вклад, вызванный изменением параметра внешних слоев. [c.40]

Здесь мы ограничимся несколькими дополнениями, касающимися свойств галогенидов щелочных металлов (кристаллическая структура этих галогенидов описана на стр. 114). [c.611]

Данные таблицы показывают, что среднее число ближайших соседей для расплавленных галогенидов щелочных металлов лежит в пределах от 3,5 до 5,6, в то время как для кристаллической структуры координационное число равно 6. Характерно, что в расплаве координационное число П) тем больше, чем больше различие радиусов катиона и аниона. Среднее расстояние катион—анион несколько меньше радиуса первой координационной сферы в кристаллической решетке. В то же время ширина первых пиков на половине их высоты сравнима со среднеквадратичным смещением для кристаллических решеток. Второе координационное число для указанных расплавов близко к десяти и меняется в пределах 20% для различных солей. Однако большая ширина второго пика и неопределенность его границы не позволяют произвести точную оценку второго координационного числа. [c.269]

Установление системы ионных радиусов даже более определенно, чем для атомных радиусов. Исходным пунктом является совокупность аналогичных кристаллических структур. Такова, например, структура хлорида натрия и аналогичная серия кристаллов других галогенидов щелочных металлов с гранецентрированной кубической решеткой. В любом случае ионные радиусы представляют относительные величины, и если выбраны исходные ионы металла и галогена, то они представляют относительные размеры внешних электронных оболочек ионов по сравнению с оболочками ионов металла и галогена. [c.453]

Для галогенидов щелочных металлов характерны две хорошо известные кристаллические структуры —структура типа хлористого [c.22]

При изучении кристаллической структуры и способа упаковки важно установить объем, занимаемый атомами или ионами твердого тела. Рассматривая ионы в галогенидах щелочных металлов в виде жестких сфер, можно приписать ионный радиус каждому из ионов, а межионные расстояния в кристаллах в свою очередь выразить в виде простой суммы соответствующих ионных радиусов. Полинг [c.22]

Если кристалл при этом является преимущественно ионным, ионное слагаемое должно давать главный вклад в волновую функцию. Это положение было выдвинуто Слейтером [7], который обратил особое внимание на значения атомных и ионных радиусов при интерпретации кристаллической структуры он требует учета ковалентных слагаемых даже для галогенидов щелочных металлов. [c.267]

Наиболее яркими представителями ионных соединений типа МХ являются галогениды щелочных металлов. Из-за сферической формы ионов и ненаправленного характера ионной связи можно ожидать для них образования правильной структуры. Координационное число ионов в кристалле можно строго определить из геометрии кристалла оно равно числу ионов одного вида, составляющих ближайшее окружение вокруг иона другого вида. Кристаллическую структуру тогда можно считать следствием правильного геометрического расположения ионов, характерного для данного значения координационного числа. Это является отправной точкой для рассмотрения такого типа кристаллов. Однако ниже мы увидим, что надо принимать во внимание и другие факторы. [c.269]

Часть 4 (1955 г.). Кристаллы (Симметрия, классы, пространственные группы. Типы решеток, структуры и параметры кристаллов. Ионные и атомарные радиусы. Энергия кристаллической решетки. Внутренние колебания кристаллов. Уровни энергии в твердых телах. Рентгеновские спектры и состояние связей. Электронные спектры кристаллов. Высокочастотные спектры кристаллов. Адсорбция, обусловленная дефектами решетки, в кристаллах щелочных галогенидов). [c.96]

Появление дополнительных полос поглощения в спектрах твердых веществ обусловлено различными эффектами. В жестких кристаллических структурах осуществляются значительные межмолекулярные взаимодействия, вследствие чего колебания каждой группы атомов зависят от свойств элементарной ячейки. При соответствующих условиях проявляются синфазные колебания и колебания не в фазе одинаковых групп атомов у различных молекул, приводящие к расщеплению соответствующей простой полосы на два компонента. Особенно чувствительна к этому эффекту полоса поглощения около 720 см , соответствующая маятниковым колебаниям — (СНг) —. Расщепление этой полосы в спектре кристаллического полиэтилена используется для простого определения степени кристалличности вещества. Аналогичным образом такие изменения в кристаллической решетке, какие имеют место при переходе от одной полиморфной формы к другой, также могут привести к значительным изменениям спектра вследствие тех изменений, которые происходят в ближайшем окружении колеблющихся групп. Этот эффект особенно сильно сказывается в низкочастотной области спектра, где нередко различия между кристаллическими формами одного и того же вещества сказываются настолько сильно, что их можно использовать для определения отдельных компонентов смеси. Различного рода эффекты влияния кристаллической решетки наблюдаются также в некоторых случаях при исследовании образцов, запрессованных в виде таблеток с галогенидами щелочных металлов. Показано, что изменения в наблюдающихся спектрах зависят от степени [c.535]

Для Н Вг-взаимодействий Достровский, Хюджес и Ингольд [30] выбрали р = 0,345 путем сравнения с величиной, полученной Борном и Майером [18] из исследований кристаллической структуры ряда галогенидов щелочных металлов. Константа А была рассчитана по формуле Лондона, а значение В определено из условия минимума ё" при г = 3,55 А. Для Н Н-взаимодействий Бартон выбрал Р = 4,6 и вычислил А по формуле Лон- [c.72]

Большинство галоидных солей щелочных металлов кристаллизуется по типу Na l. Исключениями являются s l, sBr и sl, для которых характерна структура центрированного куба (рис. ХП-12). Ядерные расстояния (ЭГ) и энергии кристаллических решеток щелочных галогенидов приведены ниже [c.231]

По Полингу, в кристаллических структурах галогенидов серебра, меди, а также небольших по размерам щелочных металлов, являющихся сильными поляризующими ионами, происходит ионноковалентный резонанс, из-за чего связь носит промежуточный характер. Например, в кристаллической структуре Lil (структурный тип Na l — см. рис. 4.25) может существовать семь резонансных форм, из которых одна чисто ионная, остальные — частично ковалентные (из шести атомов иода, окружающих атом лития, показаны четыре) [c.215]

Следуя принятой систематике на основании преимущественного типа химической связи, все бинарные водородные соединения можно разделить на 3 основных класса солеобразные (ионные), металлоподобные и летучие (ковалентные). Первые два класса являются собственно гидридами, а в последнем, как отмечено выше, водород функционирует преимущественно в качестве катионообразователя. Солеобразные гидриды образуются при непосредственном соединении с водородом щелочных и щелочно-земельных металлов. Водород в солеобразных гидридах формально функционирует как галогены, однако связь здесь носит менее ионный характер. Тем не менее гидриды щелочных металлов образуют кристаллические структуры типа Na l, а гидриды щелочно-земельных металлов — более сложные слоистые структуры. Состав солеобразных гидридов отвечает правилам формальной валентности, причем водород здесь имеет степень окисления —1. Характерной особенностью солеобразных гидридов в отличие от галогенидов является способность энергично взаимодействовать с водой с выделением водорода [c.64]

Теперь рассмотрим кристаллическую структуру хлорида натрия, изображенную на рис. 9-42, а. Она построена из ионов натрия и хлора, связанных электростатическими силами. Ионы хлора гораздо больше, чем ионы натрия (1,80 и 0,95 А соответственно). Так как эта структура построена из одинакового числа катионов и анионов, то термин максимальное число соседей будет относиться к большим по размеру ионам хлора, которые могут разместиться вокруг меньшего по размеру иона натрия. Обратная ситуация невозможна по следующей причине хотя ион хлора и может быть окружен большим числом ионов натрия, идентичная координация вокруг иона натрия неосуществима. Таким образом, координационное число будет, очевидно, зависеть от относительных размеров ионов. Однако в простых ионных структурах могут достигаться только координационные числа, допускающие высокосимметричное расположение. Относительные размеры ионов натрия и хлора позволяют шести ионам хлора окружать каждый ион натрия по шести вершинам октаэдра. На рис. 9-42, б представлено расположение ионов в кубической гранецентрированной решетке кристаллов галогенидов щелочных металлов со структурой Na l. Когда относительные размеры иона металла увеличиваются по сравнению с анионом галоге-нида, становится возможной большая координация. Так, например. [c.453]

Метод прессования таблеток с КВг имеет некоторые существенные недостатки, которые не всегда осознаются в полной мере. Вероятно, наиболее серьезные проблемы связаны с изменением либо кристаллической структуры, либо состава образца. Спектры твердых веществ, обладающих полиморфизмом, будут различаться в зависимости от степени размола и величины давления (рис, 4.4) [7]. Изменения в спектрах фенолов и органических кислот, очевидно, вызьшаются адсорбцией их молекул на частицах галогенидов щелочных металлов [116]. В ходе приготовления таблетки образцы могут реагировать с атмосферными водой и углекислым газом, хотя имеются пути, позволяющие избежать [c.94]

Строеипе некоторых простых соединений одно- п двухвалентного таллня обсуждалось в предыдущих главах. Галогениды таллия удивительно сходны с галогенидами серебра(I) и по цвету, и по растворимости, хотя они имеют различную кристаллическую структуру вследствие различий в размерах и степени поляризуемости катионов. T1F, как и AgF, растворим в воде, тогда как другие галогениды очень малорастворимы. ТЮН, как и гидроксиды щелочных металлов, — сильное основание, растворимое в воде, а Т г504 изоструктурен K2SO4. [c.313]

Большие и важные группы соединений, которые могут существовать только в кристаллическом состоянии, включают комплексные галогениды и оксиды, кислые и основные солн и гидраты. В частности, один из важных результатов изучения кристаллических структур состоит в признании того, что не-стехиометрические соединения не являются редкостью, как это некогда полагали. В самых общих чертах нестехиометрическое соединение можно определить как твердую фазу, которая устойчива в определенной области (по составу). С одной стороны, это определение охватывает все случаи изоморфного замещения и все виды твердых растворов, включая такие, состав которых покрывает всю область от одного чистого компонента до другого. В качестве другого предельного случая можно указать на фосфоры (люминесцентные ZnS или ZnS—Си), которые обязаны своими свойствами неправильному размещению и (или) внедрению примесных атомов, действующих как электронные ловушки , а также окрашенные галогениды (щелочных и щелочноземельных металлов), в которых отдельные положения гало-генндных ионов заняты электронами (F-центры) эти дефекты присутствуют в очень малой концентрации, часто в пределах от 10 до 10 . Для химика-неорганика больший интерес представляет тот факт, что многим простым бинарным соединениям свойственны диапазоны составов, зависящие от температуры и способа приготовления. Нестехиометрия подразумевает структурную неупорядоченность, а часто и присутствие того или иного элемента более чем в одном валентном состоянии она может приводить к возникновению иолупроводимости и каталитической активности. Примеры нестехиометрических бинарных соединений включают много оксидов и сульфидов, часть гидридов и промежуточные твердые растворы внедрения атомов С и N в металлы. Более сложными примерами могут служить различные комплексные оксиды со слоистыми и каркасными структурами, такие, как бронзы (разд. 13.8). Существование зеленого [c.14]

Преимуществами метода являются отсутствие мешающих полос поглощения, возможность контроля концентращ1и образца и удобство хранения образцов. Недостатки метода проявляются чаще всего при исследовании кристаллических образцов в процессе приготовления таблетки может изменяться кристаллическая структура, поэтому спектры будут зависеть от степени размола и величины давления. Возможна адсорбция веществ на частицах галогенидов щелочных металлов. При исследовании неорганических солей, солянокислых органических аминов и других оснований может происходить частичный или полный ионный обмен, приводящий к существенным спектральным изменениям. Этот процесс зависит от содержания адсорбированной воды в таблетке, времени и температуры, а таюке размеров частиц КВг. [c.477]

К сожалению, метод дисков страдает некоторыми серьезными и неустранимыми недостатками. Сначала предполагалось, что приготовление диска сводится только к измельчению образца и суспендированию частиц в добавляемом галогениде щелочного металла. Но сейчас выяснилось, что во многих случаях при этом происходят и другие, весьма существенные изменения природы материала образца. Бекер [2] установил, что при этом происходит расширение и смещение полос вследствие потери кристалличности образца, а также изменения спектра, обусловленные взаимопревращениями полиморфных модификаций из-за напряжений при энергичном измельчении и высоком давлении. Он исследовал чувствительность разных материалов к таким изменениям, рассматривая механические свойства веществ, их температуры плавления и кристаллические структуры. Фар-мер [64] также наблюдал изменения в спектрах карбоновых кислот, которые он объяснил адсорбцией мономеров на поверхнбстях зерен галогенидов щелочных металлов. Эффекты такого типа более вероятны у органических соединений, чем у неорганических. [c.304]

Исследования кристаллических структур (гл. 8) привели к удивительному выводу о том, что фториды почти всегда образуют ионные решетки, тогда как остальные галогениды любых металлов, кроме щелочных, обычно дают кристаллы с большой степенью ковалентности связи. Если сопоставить АЯ фторида и хлорида данного металла, то можно видеть, что члены АЯ и АН, одинаковы, так что все различия должны быть обусловлены членами [ АНц + ДЯе — АЯ5]. Величина АЯ для фтора более положительна, чем для хлора, так что если сродство к электрону—единственный фактор, то хлориды должны быть более ионными, чем фториды. Однако АЯ для фторида гораздо больше, чем для хлорида с такой же структурой, потому что ион фтора гораздо меньше иона хлора (табл. 4). Это означает, что межионное расстояние г во фториде значительно меньше и электростатическая энергия (см. выше) соответственно больше. Наконец, энергия диссоциации ДЯд для хлора равна 58,0 ккал1моль, а для фтора — только 36,6 ккал моль. Поэтому ДЯ для ионного фторида велико, а для соответствующего хлорида обычно более стабильна структура другого типа с ковалентной связью. [c.85]

Механизм диффузионных процессов в твердых телах можно понять, если использовать наши сведения о кристаллической структуре твердых тел. В равновесии атомы твердого тела совершают тепловые колебания около узлов кристаллической решетки. В идеальной структуре твердого тела все узлы решетки совершенно равнозначны и процесс диффузии происходить не может. Однако в реальном кристалле нри заданной температуре сзш],ествует некоторое число термических дефектов — нарушений кристаллической решетки. Впервые гипотеза о термических дефектах, согласно которой в результате тепловых флуктуаций некоторые ионы могут покидать свои нормальные места в решетке и Ьереходить в положения между другими узлами (межузлия), была предложена Френкелем [13]. Впоследствии Шоттки [14] предположил также, что в ионных кристаллах равное число катионов и анионов может уходить со своих нормальных мест в решетке, создавая катионные и анионные вакансии. Примером систем с преобладанием дефектов по Френкелю могут служить некоторые галОгениды серебра (АдС1, AgBr). В "кристаллах галогенидов щелочных металлов термические дефекты принадлежат к типу дефектов по Шоттки [15]. [c.43]

В настоящем сборнике рассмотрены физико-хпмп-ческие свойства (главным образом магнитные и электрические) и пх связь с кристаллической структурой и строением электронных оболочек элементов для ряда сложных конденсированных систем (интерметадличе-ские соединения, гидриды переходных металлов, системы окислов редкоземельных металлов). Рассмотрены также магнитные свойства соединений урана, структура и свойства полупроводников типа А — В ", катализаторов и окрашенных центров кристаллов галогенидов щелочных металлов. Приведены методы определения и расчета термодинамических функций для сплавов металлов и расплавов солей и метод математической обработки структурных исследований с помощью вычислительных машин. [c.199]

Теория структурных дефектов имеет большое значение для понимания природы нарушений кристаллической решетки. В этой связи представляют интерес гипотеза Строка и теория электропроводности твердых шелочных галогенидов, которая была развита Френкелем и Шоттки на основании процесса обмена местами щелочных ионов в этих солях. Над этой же проблемой работал и Вагнер он изучал многочисленные соли серебра, свинца и родственных им металлов. Лишь кратко можно упомянуть о значении окрашивания кристаллов щелочных галогенидов, полевого шпата и т. д. за счет радиоактивного излучения. Это окрашивание, согласно мeкaлy является следствием нейтрализации ионов до образования незаряженных атомов и, таким образом, искусственного создания структурных дефектов в местах их расположения в решетке. Наконец, можно указать на большое значение структурных дефектов в кристаллических фосфорах, в которых некоторые силикаты, например виллемит, первичный фенакит, а также диопсид, волластонит и т. д., играют важную роль. Были широко изучены также родственные изоструктурные соединения, такие, как ортогерма-наты Роль мельчайших примесей посторонних металлов, введенных в этот вид структуры, можно легко понять в свете теории структурных дефектов. [c.700]

Здесь речь пойдет об ионных жидкостях вблизи их температур плавления (расплавах), свойства которых весьма близки к свойствам кристаллов с дефектами структуры. Из-за сильных электростатических взаимодействий соли в значительной мере сохраняют при плавлении ближнюю упорядоченность. Ближайшими соседями катионов остаются анионы, а вторую координационную сферу образуют катионы [291]. При плавлении расстояние максимального сближения уменьшается примерно на 0,15 А, а число ближайших соседей уменьшается (например, для щелочных галогенидов от 6 до 3,5) [562]. Объемные изменения при плавлении положительны (примерно + 20% для щелочных галогенидов), что указывает на образование пустот в расплаве. Пустоты могут выступать в качестве вакантных центров, соответствующих по своим размерам ионам, примерно по одной дырке на каждые шесть ионных узлов (квазирешеточная модель расплава), или могут иметь более или менее непрерывное распределение по размерам и расположению (дырочная модель), или, наконец, дефектность структуры можно представить в виде переплетающих линий, образованных вакансиями и ионами в междоузлиях, как в неупорядоченном кристалле (теория значащих структур) [93]. Для органических солей обычно предлагаются и другие модели для описания строения расплава и сохранения в нем отдельных особенностей кристаллической структуры. Так, например, характерное для солей R NX в кристаллическом состоянии перекрывание элкильных цепей соседних ионов R4N+. как предполагается, сохраняется и в расплаве [172]. [c.240]

Даже и в том случае, когда мезофазы не образуются, движение в расплаве может быть в различной степени ограничено в зависимости от структуры. Рост Д5у, наблюдаемый дляД тА при увеличении размеров А , можно объяснить тем, что по мере удаления катионов друг от друга облегчается свобода конформационных переходов в алкильных цепях. Для этих солей типично увеличение объема при плавлении всего на 3 — 12%, тогда как при плавлении щелочных галогенидов объем увеличивается примерно на 20%. Перекрывание алькильных цепей катионов R4N+ приводит к тому, что молярный объем жидкости оказывается меньшим, чем объем, ограниченный огибающей сферической поверхностью, характеризующей силы отталкивания, действующие со стороны молекулы на окружающие частицы. Напротив, кристаллические решетки низших членов ряда R O Na [c.242]

Среднее число ближайших соседей для расплавленных галогенидов щелочных металлов лежит в пределах от 3,5 до 5,6, в то время как для кристаллической структуры Na l это число равно 6. Таким образом, во всех случаях отмечается уменьщение координационного числа при плавлении. [c.312]