Кремний размер иона

Обычное стекло (известково-натриевое или мягкое) содержит около 10% натрия, 5% кальция и 1% алюминия, а остальное составляют кремний и кислород. Оно имеет алюмосиликатную тетраэдрическую решетку, в которую включены ионы натрия и кальция, а также некоторое количество небольших по размеру сложных анионов. Известково-натриевое стекло начинает размягчаться при температуре темно-красного каления и легко поддается обработке в этом температурном интервале. [c.535]

Первичной основой (структурной единицей) кристаллической решетки цеолитов X и Y является тетраэдр, состоящий из четырех анионов кислорода, которые окружены значительно меньшими по размерам ионами кремния или алюминия (рис.8.2,а). 24 тетраэдра образуют вторичную структурную единицу - усеченный октаэдр (кубооктаэдр, который содержит 8 шестиугольных и 6 квадратных поверхностей), так называемую содалитовую клетку (см. рис.8.2,б). На следующей ступени структурирования четыре кубооктаэдра объединяются в тетраэдрическую конфигурацию вокруг пятого при помощи шестиугольных призм, образуя суперклетку (см. рис.8.2,в). В результате объединения множества суперклеток (в фожазите их 8) в регулярную систему формируется элементарная ячейка цеолита (см. рис.8.2,г). [c.450]

Следовательно, в силикатных структурах кремний окружен четырьмя ионами кислорода, образуя тетраэдрическую группу [5104]Форма и размеры кремнекислородного тетраэдра в различных структурах изменяются незначительно. Расстояние между атомами кремния и кислорода около 0,16, а между соседними атомами кислорода 0,255—0,27 нм. Связь 51—О является промежуточной между чисто ионной и чисто ковалентной, т. е. имеет смешанный характер. Степень ковалентности связи 51—О, вычисленная из соотношения величин электроотрицательности элементов, составляет 50%. Ковалентность связи 51—О обусловливает ее сравнительно высокую прочность и направленность. [c.177]

Первичной основой (структурной единицей) кристаллической решетки цеолитов X и У является тетраэдр, состоящий из четырех анионов кислорода, которые окружены значительно меньшими по размерам ионами кремния или алюминия (рис.8.2,а). 24 тетраэдра [c.111]

В качестве примера можно рассмотреть ионообменные свойства монтмориллонита таким образом, что составляющие его поочередно расположенные пластинки оксида кремния и оксида алюминия связаны одно- и двухзарядными катионами Ыа+, К+, Са +, Mg +. В гидратированном состоянии между этими слоями диффундируют и другие катионы, обменивающиеся с перечислен ыми. Считают, что способность замещения ионов зависит от природы сил, связывающих ионы в кристалле, концентрации, заряда и размеров обмениваемых ионов, стерической доступности ионов решетки, механизма растворения. [c.118]

Основой структуры всех цеолитов является тетраэдр, состоящий из четырех анионов кислорода О , которые окружают значительно меньший по размерам ион или Ар . Тетраэдры с ионами кремния электрически нейтральны, а тетраэдры с ионами алюминия имеют заряд минус единица, который в цеолитах нейтрализуется положительным зарядом катиона, например Na . [c.98]

В соответствии с представлениями физики и химии твердого тела, подтвержденными рядом исследований, кремнезем следует рассматривать как неорганический полимер, состоящий из атомов кремния, расположенных в центрах тетраэдров, в вершинах которых находятся атомы кислорода. Каждый атом кислорода связан с двумя атомами кремния ковалентными направленными связями и является обш,им для двух соседних тетраэдров Размеры атомов кремния и кислорода составляют приблизительно — 0,10 и 0,06 нм, а их эффективные заряды не превышают соответствеино +2е и —1е. Здесь мы вынуждены указать на некоторую непоследовательность автора, который, признавая преимущественно ковалентный характер связи —О (см. стр. 43), говорит о больших размерах иона кислорода н малых ионах кремния, что характерно для ионной модели. Координационное число всех модификаций кремнезема, кроме стишовита, равно четырем, что определяет неплотную упаковку атомов. Молекулы воды также имеют тетраэдрическое строение, определяемое наличием сильно выраженной водородной связи. Расстояние О—Н равно 0,1 им, а О—Н. ..О 0,276 нм.— Прим. ред. [c.13]

В кристаллическом же состоянии электрические моменты диполей отдельных связей (даже если они и существуют) взаимно скомпенсированы и суммарный собственный электрический момент диполя в кристалле равен нулю. Поэтому исследования поляризационных явлений в кристаллах дают мало информации о направленности связей и структуре. Однако и в кристаллическом состоянии эта направленность существует, что особенно ярко проявляется в кристаллах с преимущественно ковалентной связью (кремний, германий, 1пР, 2п5 и т. п.). Связи в таких кристаллах направлены к вершинам тетраэдра (см. рис. 3 и 4), поэтому подобные вещества часто называют тетраэдрическими фазами. Жесткая пространственная направленность ковалентных связей предопределяет образование рыхлых кристаллических структур с низкими координационными числами (как правило, не выше четырех). Для солеобразных и металлических кристаллов, в которых доминирует, соответственно, ионная и металлическая составляющая связи, характерны плотные и плотнейшие упаковки с координационными числами 6—8 для ионных и 8—12 для металлических решеток. Здесь значительную роль играют размеры взаимодействующих атомов, которые и определяют координационное число в кристаллических решетках. Однако при этом сохраняется определенная направленность химической связи, что проявляется в пространственной периодичности строения кристаллов. На существование электронных мостиков между взаимодействующими атомами указывают [c.82]

Ббльшая часть земной коры состоит из силикатов (т. е. полевых шпатов и кварца), которые кристаллизуются из магмы или образуются в процессе метаморфизма. Силикаты состоят в основном из кремния (81) и кислорода (О), обычно в сочетании с другими металлами. Основной структурной единицей силикатов является тетраэдр 8102, в котором кремний расположен в середине тетраэдра из четырех ионов кислорода (рис. 3.2). Такое расположение ионов вызвано притяжением — и силой связывания — между положительно и отрицательно заряженными ионами (вставка 3.3) и относительным размером ионов, который определяет, насколько тесно могут приблизиться друг к другу соседние ионы (п. 3.2.1). [c.72]

Спектр ионного рассеяния показан на рис. 12-21 [19]. Образец представлял собой кристалл кремния, покрытый тонкой пленкой золота. Заметим, что при использовании ионов Н+ несколько пиков смещены в сторону более высоких энергий по сравнению с аналогичными пиками, полученными с использованием Не+ [что можно было предсказать, исходя из уравнения (12-3)]. При бомбардировке ионами такого малого размера ионный пучок при определенной ориентации образца может проникать вглубь на значительное расстояние по каналам в кристаллической структуре. (В действительности энергии, приведенные на рис. 12-21, несколько ниже, чем это следует из уравнения (12-3), поскольку собираемые ионы рассеяны вперед под углом 120, а не 90°.) [c.272]

Первичной основой (структурной единицей) кристаллической решетки цеолитов X и V является тетраэдр, состоящий из четырех анионов кислорода, которые окружены значительно меньшими по размерам ионами кремния или алюминия (рис. 6.2а). 24 тетраэдра образуют вторичную структурную единицу — усеченный октаэдр (кубооктаэдр, ко- [c.652]

Другая фундаментальная характеристика — система ионных радиусов — представлена на рис. 46. Здесь также совершенно определенно проявляются закономерные отклонения размеров ионов элементов-аналогов от линейной зависимости от z вследствие несходства электронных оболочек. Изменения радиусов катионов и анионов элементов-аналогов с возрастанием атомного номера обнаруживают качественно те же зигзагообразные отклонения, что и имеющиеся в табл. 10 и 11. Различия ионных радиусов аналогов приводят и к различию характеристик ионных кристаллов, например Lid и KG1, ВеО и СаО, в то время как близость ионных радиусов элементов соседних групп и подгрупп способствует сближению физико-химических свойств их соединений и усилению способности к изоморфному замещению, например лития и магния, бериллия и алюминия, бора и кремния, титана и ниобия и т. д. Это же должно относиться и к тяжелым элементам с учетом многообразия их валентных состояний в соединениях и кристаллах. [c.160]

А, среднее расстояние Р—О в тетраэдрах Р0 —1,55А) [22], аналогичным характером связей Р—О—Р и 51—0—81, определяющимся близостью электронных конфигураций атомов фосфора и кремния и близостью размеров ионных радиусов этих элементов [c.11]

Итак, молекулярные сита — это однороднопористые кристаллы, состоящие из двуокиси кремния, окиси алюминия и окислов одно-или двухвалентного металла природа последнего определяет радиус пор и, следовательно, сорбционные свойства цеолитов. Путем ионного обмена получают молекулярные сита с самыми различными размерами пор. [c.89]

В решетке ионных кристаллов — чисто ионная связь, т. е. связь, для которой полный перенос электронов от катиона к аниону скорее исключение, чем правило. Лишь для кристаллов типа хлорида натрия можно говорить о полном переносе заряда. Интеграл перекрывания одноэлектронных орбиталей ионов натрия и хлора оценивается значением —0,06. Можно сказать, что это чисто ионная связь. По отношению к этому же соединению сопоставление энергии электростатического взаимодействия с энергией ковалентного взаимодействия (непосредственно связанной с тем,-что называют поляризацией электронной оболочки) показывает, что вклад электростатического взаимодействия значительно больше и составляет (по Коулсону) для хлорида натрия 8,92 эВ, в то время как соответствующее значение для ковалентного взаимодействия 0,13 энергия отталкивания в этом случае равна —1,03 эВ (энергия, называемая нулевой , т. е. нулевая колебательная энергия, равна всего —0,08 эВ и ее часто вообще не принимают в расчет). К ионным кристаллам относятся кроме соединений типичных галогенов со щелочными металлами также и некоторые оксиды, в частности оксиды кальция и магния, в которых по экспериментальным данным имеются отрицательные двухзарядные ионы кислорода. В большинстве случаев ковалентный вклад больше. Кристаллы алмаза, кремния, германия, карборунда, серого олова содержат прочные ковалентные связи, так что любую часть этих веществ вполне и без всяких оговорок можно рассматривать кан молекулу макроскопических размеров. [c.281]

В этом случае два кислородных атома связывают каждый данный атом кремния с двумя другими атомами кремния два других атома кислорода н 1 каждый атом кремния связаны ионной связью с катионами металла и придаюг соответствующий, заряд аниону в целом. Такие цепочки могут достигать значительных размеров и должны рассматриваться как гигантские анионы. В крн- [c.133]

Характерной чертой строения силикатов является воможность замещения в кристаллической структуре ионов кремния несколько большими по размеру ионами алюминия. Отношение Гк Г для алюминия, как отмечалось, составляет 0,415, т. е. является пограничным. Поэтому координационное число алюминия может быть как 4, так и 6. Алюминий с координационным числом 4 может входить в кремнекислородный мотив. Алюминий с координационным числом 6 выполняет роль катиона. Эта двойственность алюминия, установленная еще В. И. Вернадским, затрудняет изучение силикатов и алюмосиликатов. [c.29]

Важную роль играют замещения в структуре алюмосиликатов, вызывающие в ней напряжения и, деформации, а также изменяющие энергетический баланс системы и ее заряд. Так, А1 из-за своей амфо-терности может в гидраргиллитовом слое выступать как катион, а в кремиекислородном как анион, замещающий кремний. В некоторых случаях па подобное замещение способен и Т1. Как правило, эти замещения происходят при компенсирующем участии катионов а" ", К+, Са +, Ва + и др. В октаэдрических слоях также имеют место изо- и гетеровалентные замещения А1, Ге Ре , Mg, Са и т. п. Возникающий избыточный отрицательный заряд может компенсироваться дополнительными анионами 0 ", (ОН)", СГ, Р", (СОз) и некоторыми другими. В ряде случаев допускают, что кислород и в комплексном анионе (по не кремнекислородном) может замещаться на (ОН) или Г" [3]. Во всех видах замещений большую, а зачастую и решающую роль играют стерические факторы, в частности размеры ионов. [c.18]

Основа структуры всех цеолитов — тетраэдр, состоящий из четырех анионов кислорода О , которые окружают значительно меньший по размерам ион или АР+. Тетраэдры с ионами кремния электрически нейтральны, а с алюминием имеют заряд минус единица, который в цеолитах нейтрализуется положительным зарядом катиона, например Na . Основной структурной единицей цеолитов X и Y является кубооктаэдр, называемый содали-товой ячейкой и образованный путем пространственного соединения между собой 24-х тетраэдров. Объем внутреннего пространства такой ячейки составляет 0,15 нм ". [c.34]

Тем не менее, как это было указано недавно Вейлем [2], имеется преимущество при рассмотрении атома кремния, как имеющего координационное число 6 в щелочных растворах, так как это облегчает представление возможного механизма полимеризаций кремнезема. Несмотря на то, что в твердых разновидностях кремнезема и большинстве силикатов каждый ион 51+ окружен четырьмя ионами кислорода и поэтому имеет обычно принимаемое координационное число 4, то же самое положение не обязательно, если кислород присутствует в виде гидроксильного иона. Как показал Вейль, ион Н+ проникает в электронную оболоч ку иона и в результате поляризации уменьшает диаметр иона таким образом, что ион (ОН)- приобретает размеры, сходные с размерами иона фтора Р . Хорошо известно, что ион Р может замещать ион (ОН)- в структуре силикатных минералов, например таких как слюда. Поскольку ион (51Рб) несомненно существует, то кажется логичным, что [5 (ОН)б]- также должен существовать. Можно доказать существование этого иона в кристаллическом гидратированном метасиликате при помощи рентгеновского исследования. Предполагается использовать эти положения на практике, чтобы облегчить объяснение явления полимеризации в системе кремнезем—вода. [c.21]

Химическая активность кремния зависит от размеров его кристаллов. Крупнокристаллический кремний химически мало активен по сравнению с аморфным. Так, аморфный кремний легко реагирует со фтором, при температуре 400—600° С — с кислородом, хлором, бромом, серой с образованием соответствующих галидов и халькидов. При сплавлении с некоторыми металлами кремний образует силиды. Кислоты, за исключением смеси плавиковой и азотной кислот, на него не действуют. Наоборот, щелочи, даже в виде очень разбавленных растворов, легко реагируют с кремнием в любой его форме с выделением водорода и образованием силикат-ионов [c.193]

Известно, что координационное число двухвалентного иона бериллия по отношению к кислороду всевда равно четырем [603]. Это связано с небольшим размером иона бериллия его радиус р а-вен 0,34 A, т. е. приближается к размеру иона кремния (0,39 A). Таким образом, бериллий и кремний изоструктурны и следует ожидать большого сходства у этих элементов при построении кристаллов. Действительно, в минералах ионы бериллия замещают кремний в тетраэдрах SiOj [603]. Ион бериллия способен занимать тетраэдрические узлы. В природе встречается алюмобериллиевый силикат — берилл. Минерал берилл обладает молекулярноситовым действием. Его состав, выраженный в окислах металлов, следующий ЗВеО [c.32]

В последние годы в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промынгленности широкое распространение получили высокоэффективные сорбенты — синтетические цеолиты. Дегидратированные цеолиты представляют собой пористые кристаллы. В решетке цеолита, как и в других алюмосиликатах, часть ионов четырехвалентного кремния замещена трехвалентными ионами алюмипия, благодаря чему реснетка цеолита обладает некоторым остаточным отрицательным зарядом. Катионы, компенсирующие отрицательную валентность анионных каркасов, располагаются во внутренних полостях решетки, чем обусловлены ионообменные свойства цеолитов. Эффективные диаметры окон, соединяющие большие полости решетки цеолитов, в значительной степени зависят от природы и размеров катионов, расположенных в непосредственной близости к этим окнам. [c.310]

Степень адсорбции ионов электролитов частицами различных минералов неодинакова. Минералы, в которых между структурными элементами решеток действуют преимущественно близкодействующие ковалентные связи (кварц, глинистые минералы) с небольшой долей ионной составляющей (определяется степенью замещения кремния алюминием в полимерных каркасах, слоях) и с малой плотностью ее, характеризуются меньшей степенью воздействия на ионы электролитов. Наоборот, решетки, в которых связь между ее элементами преимущественно ионная (дальнодействующая) и плотность распределения зарядов по поверхности высокая (Са +СОз -, Мд +СОз - и др.), будут сильнее воздействовать на заряженные частицы электролитов. Таким образом, избирательная способность к ионам солей у известняков (а также у полевых шпатов, гематита) выше, чем у кварца и глинистых минералов. Кроме того, поскольку катионы обычно состоят из одной частички, имеющей малый размер и большую подвижность, а анионы чаще всего являются радикалами (СОз -, 5042") более крупных размеров и меньшей подвижности, на поверхности твердых тел быстрее адсорбируются катионы, чем анионы. Какая-то часть катионов Ыа+, К+, Са +, Mg2+ избирательно адсорбируется (в порядке Мд>Са>ЫаЖ) под действием поверхностной энергии Гиббса в первую очередь на поверхности зерен известняка, полевого шпата, затем кварца, сообщая этим зернам положительный заряд. Под непосредственным воздействием этих ионов на поверхности частиц упорядочиваются молекулы ПАВ и воды, создавая вместе с ионами адсорбционную оболочку вокруг зерен. Наличие положительных зарядов на таких адсорбционных комплексах (известняк —катионы — ПАВ — вода) приводит к тому, что вокруг них ориентируются отрицательно заряженные глинистые частицы и ионы 8042-, НСО3-, тоже предварительно адсорбировавшие на себе молекулы ПАВ и воды. Какая-то часть ионов Ыа+, К+, Mg +, Са2+ и 5042-, НСО3- остается в гидратированном виде в жидкой фазе. Таким образом, в суспензии действуют силы электростатического притяжения и отталкивания крупных адсорбционных комплексов (известняк —катионы —ПАВ — вода), мелких катионов и анионов, дипольные взаимодействия между униполярными комплексами, водородная связь между молекулами воды. Свободная же вода, разделяющая все частицы друг от друга, обеспечивает текучесть суспензии. [c.286]

Азот и фосфор являются элементами УА группы периодической системы Д. И. Менделеева. На внешнем энергетическом уровне атомов этих элементов находится пять электронов из них три р-электрона. Поэтому в нормальном состоянии они проявляют валентность, равную трем. Наибольшее изменение в химических свойствах элементов УА группы наблюдается при переходе от азота к фосфору. В атомах азота внешним энергетическим уровнем является второй, содержащий только 5- и р-поду ровни, а подуровень с1 отсутствует. Атомы азота при переходе в возбужденное состояние могут увеличить число непарныхэлектронов максимум до четырех и при этомза счет потери одного электрона. В этом случае образуется электронная конфигурация а азот становится четырехвалентным, как в ионе [ЫН4] . Поэтому азот не проявляет валентности, равной пяти. В атомах фосфора наружным энергетическим уровнем является третий, состоящий из трех подуровней з, р и й. При возбуждении атомов фосфора увеличение числа непарных электронов происходит за счет использования -подуровня с образованием электронной конфигурации поэтому фосфор в отличие от азота может проявлять валентность, равную пяти. Размеры атомов азота и фосфора меньше, а энергия ионизации этих элементов соответственно больше, чем углерода и кремния. В связи с этим азот и фосфор при химических реакциях не теряют электронов и не превращаются в элементарные катионы. Сродство к электрону этих элементов незначительно и поэтому они, как правило, не превращаются и в элементарные анионы. Азот и фосфор образуют соединения как с кислородом, так и с водородом, только с ковалентными связями. Таким образом, азот и фосфор являются неметаллами. Причем свойства неметаллов у них выражены сильнее, чем у углерода и кремния. [c.213]

Кристаллическая структура цеолита представляет собой пространственную решетку, образованную тетраэдрами 8104 или А104- Тетраэдр окиси алюминия по размерам несколько больше, чем тетраэдр кремнезема. Однако в структуре цеолита ион алюминия может изоморфно замешать ион кремния в тетраэдре кремнезема. Тетраэдр окиси алюминия несет отрицательный заряд поэтому положительный заряд, несомый катионом металла, связан с каждым тетраэдром окиси алюминия в кристалле. Эти катионы металлов и обусловливают возможность некоторого изменения размера пор в структуре цеолита. Они, вероятно, обусловливают также весьма большие силы избирательной адсорбции, характерные для молекулярных сит. Каталитическую активность молекулярных сит можно регулировать и изменять заменой катионов, содержащихся в кристаллической структуре. [c.199]

Данная глава посвящена физическим и химическим свойствам чистьк элементов и сходных с ними веществ. Строение этих веществ существенно отличается от рассмотренного нами ранее строения соединений с ионными и ковалентными связями. Металлические и неметаллические элементы существуют вследствие образования химической связи между одинаковыми атомами, что ограничивает число возможных молекулярных образований и способов расположения атомов в твердых веществах. Неметаллические элементы образуют неполярные ковалентные молекулы, начиная от двухатомных молекул типа Н2, О2, N2 или 2 и кончая гигантскими молекулами элементарного углерода и кремния. Ко всем этим системам вполне применимы те критерии, определяющие устойчивость молекул, которые были изложены в гл. 7 и 8. В этих системах все валентные атомные орбитали с достаточно низкой энергией заполнены связывающими или несвязывающими электронами а, геометрия молекул определяется отталкиванием валентных электронных пар. Поскольку атомы благородных газов обладают устойчивым электронным строением, эти элементы существуют в виде одноатомных молекул. Многие неметаллические элементы способны существовать в одной из двух или даже нескольких аллотропных форм в качестве примера можно привести углерод, существующий в виде алмаза и графита, а также кислород, элементарными формами которого являются О2 и О3 (озон). Размеры и строение молекул неметаллических элементов определяются теми же факторами, которые рассматривались в гл. 7 и 8. Некоторые из этих веществ будут подробно обсуждаться в разд. 22.5. [c.387]

Смотреть страницы где упоминается термин Кремний размер иона: [c.27] [c.351] [c.168] [c.150] [c.51] [c.150] [c.219] [c.132] [c.658] [c.285] [c.78] [c.388] [c.553] [c.198] [c.153] [c.128] [c.25] [c.281] [c.376] [c.116] [c.220] [c.351]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология