Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Структуры кристаллов и связи в них

    Возникновение мозаичной структуры кристаллов связано с дислокациями, т. а нарушениями правильного чередования отдельных атомных плоскостей. Весьма обычны структурные нарушения точечного типа дефекты вычитания ( по Шот-тки ) и дефекты смещения ( по Френкелю ). Первые определяются наличием в решетке отдельных пустот (вакансий), не заполненных соответствующими частицами (А, рис. ХП-22), вторые — смещением отдельных частиц (в ионных кристаллах обычно катионов, как меньших по размерам) из своего нормального положения в междоузлие решетки (Б, рис. ХП-22). Расчетным путем [c.290]


    Грин и Ли [202] предложили различать идеальную и неидеальную твердые поверхности. Первая — это поверхность, на которой положения атомов могут быть рассчитаны из известной структуры кристалла и рассмотрения кристаллографических плоскостей. К неидеальным отнесены два типа так называемых смещенных поверхностей с атомами, сдвинутыми на короткие расстояния, но сохранившими связи между собой, и с атомами, совершившими миграцию к новым центрам, что привело к разрушению связей между ними. [c.179]

    На рис. 15.1 показаны различные виды изотерм (кривые 1—4). Одной из наиболее типичных является 5-образная (рис. 15.1, кривая 2) диэлектрическая изотерма, полученная для ряда органических и неорганических сорбентов. Эта изотерма состоит из трех участков А, В, С. Согласно слоистой модели, молекулы первого слоя (участок А) обладают сравнительно малой ориентационной способностью в электрическом поле вследствие их сорбции на наиболее активных центрах. Такими центрами являются функциональные группы, способные образовывать водородные связи, дефекты структуры кристалла, координационно ненасыщенные атомы [647]. Молекулы второго слоя более подвижны и дают больший вклад в ориентационную поляризацию сорбата, что выражается в более высоких значениях й /йа (участок В). Однако при достаточно больших величинах сорбции с развитием сетки водородных связей происходит цементация сорбата, его структура становится более жесткой. [c.243]

    Все эти особенности структуры силикатных кристаллов приводят к тому, что хотя ионы и содержатся в них, однако структура кристалла в отличие от типичных ионных кристаллов определяется здесь силикатным или алюмо-силикатным скелетом, связи в котором являются преимущественно ковалентными. Этим объясняются высокие температуры плавления силикатов и их нелетучесть. Это же приводит к свойственной некоторым силикатам способности легко обменивать ионы одних металлов на ионы других. Так, некоторые природные цеолиты или искусственно приготовляемые силикаты при взаимодействии с водными растворами солей могут частично обменивать содержащиеся в них катионы на катионы, имеющиеся в растворе. При этом обязательным условием является, чтобы размеры этих ионов не различались значительно. Так, ионы натрия Ыа" (радиус 1,05 А) легко обмениваются на ионы кальция Са + (радиус 0,95 А) в соотношении 2 1, причем сохраняется нейтральность кристалла в целом. Искусственные цеолиты используются также в качестве адсорбентов молекулярные сита, см. стр. 373)..  [c.135]


    В связи со специфической структурой кристаллов, образующихся в условиях неполной смешиваемости, для разделения суспензии помимо вакуумной фильтрации и центрифугирования можно применять отстой и концентрирование в гидроциклонах. Недостаток этого метода — забивка фильтровальной ткани второй масляной фазой [74], что вызывает необходимость в более частой горячей промывке фильтров. [c.138]

    При получении парафинового гача путем фильтрации охлажденного парафинового дистиллята структура кристаллов, как известно, имеет форму пластинок. После расплавления гача в камерах потения и охлаждения кристаллы приобретают лентовидную форму — игольчатую, что связано с изменением расположения нитевидных молекул [19]. При исследовании кристаллов твердого парафина под микроскопом мы всегда имеем дело с наиболее устойчивой при комнатной температуре лентовидной формой. [c.91]

    Очевидно, что на кинетику растворения фуллеренов оказывают значительное влияние структурные особенности твердой фазы, из которой фуллерены переводят в раствор. Плотная гранецентрированная кубическая структура кристаллов фуллерита С60, характеризуемая величиной энергии связи молекул, равной 0,4 эВ при 25 °С [30], является фактором, по всей видимости, понижающим общую скорость растворения фуллерита. Углеродная матрица Ф-сажи, имеющая рыхлую аморфную структуру, слабо препятствует взаимодействию молекул фуллеренов и растворителя, а также обусловливает большую поверхность контакта фаз, что в целом приводит к увеличению скорости выхода фуллеренов в раствор. [c.48]

    Из всего сказанного выше нетрудно заметить, что тип структуры кристаллов во всех случаях определяется тем, простирается ли система межатомных связей в трех, двух, одном измерении или она нульмерна, т. е. мерностью этой системы. [c.163]

    После открытия Лауэ (1912 г.) дифракции рентгеновских лучей теория кристаллической решетки, которая начала развиваться еще в ХУП в., получила полное экспериментальное подтверждение. Методом рентгеноструктурного анализа были измерены межатомные расстояния и определено положение атомов в кристаллах. При этом было установлено, что структура кристаллов является плотнейшей упаковкой соответствующих структурных единиц и определяется прежде всего размерами этих структурных единиц. Согласно правилу Гольдшмидта (1927 г.), строение кристалла определяется числом его структурных единиц (ионов), отношением их радиусов, а также их поляризационными свойствами. Усиленное изучение связи состава и свойств твердых веществ с их кристаллической структурой привело к формированию новой отрасли химии — кристаллохимии. Кристаллохимические исследования, среди которых выдающееся значение имели работы Л. Полинга, А. В. Шубникова, Н. В. Белова, А. И. Китайгородского, помогли глубже понять природу твердых веществ, раскрыть закономерности, управляющие образованием кристаллических структур, в том числе таких сложных, как структуры силикатов и алюмосиликатов. [c.166]

    Определение структуры кристалла оказывается возможным вследствие однозначной связи между межплоскостными расстояниями параметрами элементарной ячейки а, Ь, с, а, у и индексами (/гг //,). [c.355]

    Различия в типе химической связи и структуре кристаллов определяют существенное отличие физических и химических свойств ионных, атомно-ковалентных, атомно-металлических и молекулярных соединений. Так, вещества с атомно-ковалентной решеткой характеризуются высокой твердостью, а с атомно-металлической — пластичностью. Вещества с ионной и в особенности с атомно-ковалентной решеткой обладают высокой температурой плавления они нелетучи. Поскольку межмолекулярные силы слабы, вещества с одно-, двух-и трехатомными молекулами (Не, На, Оз, Оз, СОа и др.), напротив, легкоплавки, летучи, твердость их невелика. [c.137]

    Развитие физики твердого тела сделало возможным рассчитать прочность кристалла, исходя из прочности межатомных связей [25, с. 13]. При этом структура кристалла считалась идеальной (монокристалл). Однако оказалось, что реальная прочность намного ниже теоретической, ибо материалы всегда содержат дефекты, или они появляются под действием тепловых флуктуаций и напряжений в процессе нагружения. Эти дефекты являются концентраторами напряжений и вследствие этого преимущественными местами разрыва связей. Величина напряжения на дефектах может во много раз превосходить номинальное напряжение, что и объясняет низкие значения реальной прочности. [c.201]

    КОМ. в случае воды это связано с рыхлой гексагональной структурой кристаллов обычного льда. Приближенное представление о такой структуре может дать рис. (У.б, а). Однако онО все-таки дает представление о наличии больших пустот при правильном расположении молекул воды в гексагональной решетке. При плавлении решетка разрушается и становится возможным более тесное расположение молекул (рис. У.б, б). Тем не менее элементы упорядоченной гексагональной структуры в непосредственной близости температуры плавления и в жидком состоянии еще сохраняются. С этим, по-видимому, связано другое уникальное свойство воды — уменьшение объема при нагревании от О до 4° С. [c.110]


    Метод рентгеноструктурного анализа имеет свои особенности и ограничения, он трудоемок, требует получения монокристаллов, часто не позволяет с высокой точностью определить длины связен и валентные углы, расчет структуры кристаллов даже с применением ЭВМ длителен. Все это не умаляет очевидных достоинств метода, области его применения обширны. Знание структуры и энергетики соединений, как простых по составу, так и сложных (комплексные, полимерные), позволяет установить характер и прочность химических связей, уточнить формулу, найти плотность и выявить новые химические соединения в системах взаимодействующих веществ. [c.122]

    Следовательно, энергетические характеристики кристаллов и их физические свойства (твердость и другие) можно сопоставлять только при условии однотипности кристаллических структур и связей. [c.212]

    Для однотипных соединений с одинаковой структурой наблюдается связь между ДЯ°кр и их механическими свойствами. Обычно чем выше Д//°кр, тем прочнее решетка и тем тверже ионный кристалл. [c.213]

    Особенности структуры силикатных минералов приводят к тому, что хотя ионы и содержатся в них, однако структура кристалла в целом определяется здесь алюмосили-катным скелетом с преимущественно ковалентными связями. Тетраэдрическая решетка простирается на весь кристалл, придавая ему твердость, термостойкость, нелетучесть. [c.111]

    Для исследования структуры кристаллов применяют также метод, основанный на дифракции медленных нейтронов. Рассеяние их потока происходит в результате взаимодействия с ядрами микрочастиц, образующих кристалл. Поэтому положение последних в кристаллической структуре можно определить с большой точностью вплоть до 0,0001 нм. Метод применим лишь для изучения структуры веществ, атомы которых обладают малым сечением захвата нейтронов. Известен также метод изучения структуры кристаллов, основанный на дифракции электронов. Исследуемый образец готовят в форме тончайшей пленки толщиной 10—100 нм и помещают в специальную вакуумную камеру. Точность определения положения микрочастиц в кристалле составляет порядка 0,003 нм. Методы, основанные на дифракции нейтронов и электронов, определяют положение атомных ядер в кристаллической структуре и не подвержены влиянию поляризуемости связей. Поэтому они позволяют более точно рассчитать постоянные кристаллических решеток в сравнении с величинами, определенными из рентгенограмм вещества. [c.92]

    Водородная связь возникает в веществах независимо от их агрегатного состояния. Образующие водородную связь атомы стремятся располагаться прямолинейно и дать по возможности наибольшее число взаимных связей. Так, в структуре кристаллов воды каждая молекула воды образует четыре водородных связи с соседними молекулами. Тетраэдрическая структура льда характеризуется неплотной упаковкой частиц и определяет его аномальные физические свойства. При таянии льда рвется около 15% водородных связей и наблюдается переход к более компактной упаковке молекул. При нагревании воды до 40° С рвется около половины водородных связей. В парах воды эти связи практически полностью исчезают. [c.36]

    Координационное число — одна из важнейших количественных характеристик внутренней структуры кристалла. С этим числом связаны некоторые свойства кристаллических образований (твердость плотность и т. д.). Антураж оказывает также значительное влияние на размеры эффективных радиусов частиц в кристаллах, а также на величину энергии кристаллической решетки. [c.126]

    Свойства простых и сложных веществ 1) состав (формула) 2) агрегатное состояние, химическая связь, строение молекул, структура кристаллов 3) способность к перестройке, насколько она выражена (с качественной и количественной стороны) 4) степени окисления, реакции с типичными окислителями и восстановителями 5) отношение к воде (растворимость, взаимодействие) 6) формулы важнейших соединений 7) применение 8) получение. [c.51]

    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]

    Чем отличается структура кристаллов СаРг от структуры кристаллов Са и Рд Какие физические свойства характерны для этих веществ в кристаллическом состоянии Назовите виды связей в этих кристаллах. [c.83]

    Одна нз основных трудностей в расчетах электронной структуры кристаллов связана с проведением самосогласовання при расчете в одноэлектронном приближении. В [1] отмечается В большинстве кристалов мы не можем обойтись без самосогласованного расчета. Это обстоятельство представляет собой основное препятствие прогрессу в теории зонной структуры . Реальный путь проведения самосогласовании связан с построением так называемых самосогласованных атомных потенциалов в кристалле — матричных элементов модельного (одноэлектронного) гамильтониана, входящих в атомный блок, с последующим испоьзованием их в несамосогласованном зонном расчете. [c.211]

    Для интерпретации структурных результатов численных экспериментов очень важен вопрос формального определения водородной связи между молекулами воды. При анализе/-структур водородная связь вообще не может быть определена однозначным образом [386, 405, 406]. Это заключение согласуется с выводом Ю. И. Наберухина о том, что водородная связь может быть строго определена только для собственных структур, в частности, для / -структур [383]. Тем не менее вопрос о водородных связях в ансамбле /-структур столь важен, что, начиная уже с первых работ по моделированию водных систем, предлагались различные подходы к их поиску. При этом наметились две группы критериев водородных связей энергетические и геометрические. Согласно геометрическим критериям, любая пара молекул считается соединенной водородной связью, если расстояние между атомами кислорода, угол О—Н. .. О и (или) расстояние между атомом водорода и атомом кислорода не выходят за пределы некоторых значений, установленных на основании анализа данных о структурах кристаллов. Поскольку структуры кристаллов — это собственные (К) структуры, то прямое перенесение полученных для них зависимостей на мгновенные (/) структуры, собственно говоря, не правомерно. Согласно энергетическим критериям, любая пара молекул, энергия взаимодействия которой по модулю больше некоторой величины инв, считается соединенной водородной связью. Энергетический крите- [c.140]

    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]

    Цеолиты представляют собой кристаллические пористые алюмосиликаты, отличашциеся строго регулярной структурой пор. а качестве катионов в состав цеолитов входят натрий, калий, кальций и другие металлы [7]. Пористая структура кристаллов цеолита образована жестким трехмерным алюмосиликатным каркасам, состоящим из тетраэдров 5 02 л АЮ4 [ 8]. Отрицательиый заряд кислородных тетраэдров компенсируется катионами щелочных и целочноземельвых металлов, не связанных жестко со структурой и способных обмениваться на другие катионы, в связи с чем цеолиты являются прекрасными катионообменными веществами. [c.172]

    В СВЯЗИ С ЭТИМИ трудностями В последнее время стали применять молекулярные сита, что дало возможность поставить на более высокий уровень получение чистых и особо чистых веществ. Молекулярные сита представляют собой пористые кристаллы цеолитов. Цеолиты — это водные алюмосиликаты кальция, натрия и других металлов. Известен целый ряд природных цеолитов (шабазит, мор-денит, гмелинит и др.), в структуре кристаллов которых имеются полости, сообщающиеся друг с другом через относительно узкие окна (рис. 123). Число таких полостей в кристалле обезвоженного цеолита очень велико. В цеолитах некоторых типов общий объем полостей достигает около половины всего объема кристалла. Внутренняя поверхность этих полостей составляет несколько сот квадратных метров в 1 г цеолита, благодаря чему цеолиты служат хорошими адсорбентами. Размер этих окон очень мал и примерно соответствует [c.309]

    В связи с.этим совершенствованию технологии с целью улучшения технико-экономических показателей процесса депарафинизации уделяется" большое внимание. Кроме использования порционной подачи растворителя, замены ацетона на метилэтилкетон, создания комбинированных установок по производству низкозастывающих масел и парафинов вводятся в эксплуатацию укрупненные установки депарафинизации производительностью по сырью 90СГ—1100 т/сут при переработке дистиллятного сырья и 600—700 т/сут — для остаточного. Для создания условий кристаллизации, обеспечивающих образование При охлаждении раствора сырья крупных кристаллов твердых углеводородов, хорошо отделяемых от жидкой фазы, предложено обрабатывать суспензии твердых углеводородов ультразвуком, который разрушает пространственную Структуру кристаллов и резко снижает структурную вязкость. Это позволяет повысить скорость отделения твердой фазы от жидкой и получить более глубокообезмасленный парафин или церезин. [c.208]

    Молекулы карбамида в гексагональной структуре, так же как и в тетрагональной, связаны между собой водородными связями, которые возникают между атомами водорода аминной группы одних молекул и кислородными атомами других. Однако в гексагональной структуре (в комплексе) установлено укорочение двух водородных связей с 2,99 до 2,"ЭЗ А, что делает эту структуру энергетически более прочной. В отсутствие вещества, способного к образованию комплекса, гексагональная структура кристаллов карбамида существовать не может. Стабильность комплексов карбамида обусловлена не только укорочением водородных связей в гексагональной структуре, но и силами Ван-дер-Ваальса, действующими между молекулами карбамида и н-алканов, замечет которых молекулы соединений включения задерживаются внутри канала ячеек карбамида. [c.211]

    Опыт показал, что, попадая в окружение атомов соединения-основы, т. е. в структуру кристаллов 2п8, атомы активатора образуют связи с атомами основы 1более слабые или более сильные, чем связи, которые те имеют между собой. Так,. когда размеры атомов активатора меньше, чем размеры замещаемых ими атомов основы, то между ними образуются более слабые связи (метаста-бильный уровень расположен в энергетическом спектре соответствующего кристаллофосфора сравнительно низко). [c.126]

    Для соединений, содержащих атомные группировки Р—Н, О—И, N—Н, структуру кристаллов в основном определяет водородная связь. Так, молекула воды, имеющая две связи О—Н и две направленные несвязывающиеэлектронные пары, может образовывать четыре водородные связи. Поэтому в кристалле льда (рис. 88) каждая молекула воды тетраэдрически соединена водородными связями с четырьмя ближайшими к ней молекулами, что в плоскостном изображении можно предста- [c.136]

    В условиях аналитического осаждения формирование осадка происходит быстро и поэтому кристаллы образуются разных размеров и несовершенные по форме. Немалый вклад в улучшение структуры кристаллических осадков вносит старение. Под старением понимают все необратимые структурные изменения, которые происходят в осадке при настаивании его под маточньпиг раствором. При атом уменьшается общая поверхность осадка за счет укрупнения кристаллов и совершенствуется форма кристаллов. Первое связано с тем, что растворимость кристаллов зависит от их размера. Мелкие кристаллы, обладая большей поверхностной активностью, имеют большую, чем крупные кристаллы, растворимость. При настаивании осадка мелкие кристаллы постепенно растворяются, раствор становится пересыщенным по отношению к крупным кристаллам и растворенное вещество осаждается на них, увеличивая их размер. Совершенствование формы кристаллов связано с непрерывным процессом обмена ионов поверхности кристалла с ионами раствора. Покинув несовершенное (с большой поверхностной энергией) место кристалла, ион переходит в раствор, а затем переходит в твердую фазу и занимает на поверхности кристалла место с меньшей энергией. Поэтому настаивание кристаллических осадков под маточным раствором широко используется в гравиметрии для получения однородных по цисперсности крупнокристаллических осадков. [c.14]

    КРИСТАЛЛОХИМИЯ — наука о природе химической связи в кристаллах. К- изучает зависимость структуры кристалла от состава и условий образования, связь между составом, структурой кристалла и его физическими и химическими свойствами. С помощью рентгенострук-турного анализа определяют межатомные расстояния и углы между связями в радика [ах. Вопрос о причинах зоз1 5 к-новенил той или иной структуры кристалла является одной из важнейших задач К [c.140]

    Микротвердость — это показатель, количественно характеризующий степень сопротивления материала вдавливанию в него твердого штамйа. Величина микротвердости зависит от структуры кристалла (табл, 14)—типа и силы химических связей между ионами, координационных чисел, вида и количества дефектов в решетке и т. д. [c.120]

    V/ Структура кристаллов и свойства льда. Кристаллы льда принадлежат к геТЕ ональнои системе. В них каждая молекула воды связывается водородными связями с четырьмя другими молекулами воды с двумя молекулами связь осуществляется через атомы водорода этих молекул (рис. 4). Таким образом, во всех случаях положительно [c.8]

    Чем отличается структура кристаллов Na l от структуры кристаллов натрия Какой вид связи осуществляется в этих кристаллах Какие кристаллические решетки имеют натрий и Na I  [c.381]

    Распределение форм кристаллических решеток по сингониям и классам неравномерно. Как правило, чем проще химическая формула вещества, тем выше симметрия его кристалла. Так, почти все металлы имеют кубическую или гексагональную структуру. Аналогичное положение характерно для многих простых химических соединений (галогениды щелочных и щелочноземельных металлов). Усложнение химической формулы ведет к понижению симметрии его кристалла (например, силикаты). Причин такого поведения много, но главнейшей из них является плотность упаковки, т. е. число частиц в узлах кристаллической решетки. Чем плотность упаковки больше, тем более устойчива и вероятна структура кристалла. Свободное пространство здесь оказывается, наименьшим. Указанный принцип наиболее плотной упаковки, однако, применим не ко всем кристаллам. Его нельня использовать, например, для льда, где большое влияние на формирование кристалла оказывает образование направленных водородных связей. [c.142]

    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]

    Наличие водородных связей сказывается на температурах кипения и плавления (так, метан — газ, а метиловый спирт — жидкость) на растворимости и растворяющей спссобности (вещества с водородными связями легко растворяются друг в друге и не растворяют, как правило, веществ, не имеющих водородных связей) на структуре кристаллов вещества с водородными связями почти всегда образуют в твердом состоянии молекулярные кристаллы на плотности н вязкости веществ. Свойства веществ, образующих водородные связи, в газообразном состоянии значительно отличаются от свойств идеальных газов и т. д. [c.52]

Смотреть страницы где упоминается термин Структуры кристаллов и связи в них: [c.37]    [c.162]    [c.197]    [c.216]    [c.108]    [c.345]    [c.162]    [c.175]    [c.239]   
Смотреть главы в:

Химическая связь и строение -> Структуры кристаллов и связи в них



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Кристалл структура



© 2025 chem21.info Реклама на сайте