Структуры кристаллов ионных соединений

Структуры кристаллов ионных соединений [c.73]

Типичной для твердого состояния веществ, образованных ионными молекулами, является ионная структура, характеризующаяся наличием в узлах пространственной решетки отдельных ионов. Как показывает рис. III-58, каждый из них находится в совершенно одинаковом отношении ко всем непосредственно окружающим его ионам противоположного знака. Таким образом, при переходе в твердое состояние индивидуальность отдельных молекул нацело теряется весь кристалл ионного соединения представляет собой гигантскую единую частицу. [c.108]

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]

Следует иметь в виду, что образующими потенциал не обязательно могут быть ионы, входящие в состав данного кристалла. Необходимым условием является лишь возможность образования с соответствующими ионами кристалла труднорастворимого соединения или возможность достройки решетки. Входить п кристаллическую решетку способны изоморфные ионы, близкие по размерам и структуре. По отношению к Agi, например, изоморфными являются ионы С1 , Вг, N , S N , но не могут быть ионы ЫО Г, и т. п. [c.345]

Ионные кристаллические решетки. Эти решетки характерны для кристаллов, образованных, как правило, элементами, значительно различающимися по своей электроотрицательности, например галогениды щелочных и щелочноземельных металлов и др. Заряды в ионных решетках в значительной степени локализованы на частицах, находящихся в узлах решетки. Отсюда структура таких решеток обусловливается ионной связью между заряженными частицами. Наряду со стремлением к наиболее компактной упаковке, в ионных соединениях каждая частица одного знака стремится окружить себя частицами противоположного знака. [c.143]

Ограничимся рассмотрением вопроса о структуре только ионных кристаллов, данные о которых наиболее полно освещены в литературе. Прежде всего отметим, что чем проще химический состав тела, тем выше симметрия его кристалла. Так, например, 50% элементов и около 70% бинарных соединений образуют кубические кристаллы, 75—85% соединений с 4—5 атомами в молекуле образуют гексагональные и ромбические кристаллы и около 80% сложных органических соединений образуют ромбические и моноклинные кристаллы. [c.49]

В химических реакциях, в процессах растворения, в структуре кристалла комплекс выступает как самостоятельная единица. Частицы внешней сферы, связанные в соединении менее прочно, в процессах растворения или в реакциях обмена отщепляются от соединения, образуя самостоятельные ионы [c.143]

Как возникают ионы в растворах электролитов Если электролитами являются ионные соединения, то положительные и отрицательные ионы существуют в кристалле еще до его растворения. Ионы в кристалле связаны электростатическим притяжением (разд. II 1.4.3) и образуют геометрически правильные структуры. [c.226]

Как правило, ионные и полярные вещества растворяются в полярных растворителях, а неполярные вещества — в неполярных растворителях. Ионные соединения обычно легче растворяются в растворителях с высокой диэлектрической проницаемостью, так как при этом требуется меньше энергии для отделения иона от кристалла. Необходимо, однако, сказать, Что до сих пор не создано общей теории, устанавливающей количественные соотношения между свойствами чистых компонентов и свойствами и составом раствора. На пути создания такой теории возникает много трудностей. Прежде всего не удается полностью расшифровать того, что именно происходит в системе и какие формы частиц и структур в ней образуются. Это может быть достигнуто только с помощью использования самых разнообразных химических, физических и физико-химических методов. Достаточно строгие законы пока удается сформулировать только для разбавленных жидких растворов. [c.150]

Структуры ионных и металлич. кристаллов можно рассматривать как плотные упаковки сферич. частиц (см. Плотная упаковка). Благодаря плотной упаковке одни и те же структурные типы характерны для кристаллов с ионным и металлич. типом связи. Главный параметр, определяющий возникновение того или иного структурного типа для ионных и металлич. кристаллов,-отношение соотв. ионных и металлич. радиусов компонентов. Ограничение числа реализующихся структурных типов для И. связано с тем, что диапазон изменений металлич. атомных радиусов существенно уже, чем диапазон изменений радиусов катионов и анионов в ионных соединениях. Вместе с тем среди И., как и среди металлов, имеются специфич. кристаллич. структуры. [c.244]

Вскоре после этого отец и сын Брэгги показали, как можно интерпретировать дифракцию рентгеновских лучей в кристаллах ионных соединений на основе представлений о пространственном расположении ионов, и внесли тем самым очень важный вклад в понимание понятия структура в неорганической химии. Однако на первых порах этот ме- [c.9]

Спектры в области больших частот были исследованы в работе [1]. Согласно работе [2 J эти соединения кристаллизуются в пространственной группе симметрии (2 = 1). Вокруг ионов Са и Sr шесть молекул воды образуют правильный октаэдр. Так как ионы Са или Sr не могут давать вклада во вращательный спектр малых частот, то, если правильна указанная выше структура кристаллов этих соединений, приведенные выше частоты могут вызываться только вращательными качаниями октаэдров. Главные. моменты инерции каждой из этих групп практически совпадают друг с другом. Однако мо.менты инерции октаэдра со стронцием и октаэдра с кальцие.м несколько различаются между собой ввиду изменения размеров октаэдров, обусловленного разницей в величине двухвалентных ионов. [c.142]

Соединения металлов с водородом, называемые гидридами, являются преимущественно ионными, В гидридах щелочных металлов, например КН или NaH, происходит перенос отрицательного заряда к атому водорода. Гидриды щелочных металлов обладают кристаллической структурой типа Na l (см. гл. 1). В соединениях ВеН , MgHj и AIH3 обнаруживается своеобразный тип связей с мостиковыми атомами водорода. В кристаллах этих соединений каждый атом Н равноудален от двух соседних атомов металла и образует между ними водородный мостик. Во всех случаях, когда на атомах Н имеется избыточный отрицательный заряд, он используется для образования второй связи с еще одним атомом, если у последнего имеются неиспользованные возможности образования связей. Отрицательно заряженные атомы Н имеются и в NaH, но в данном случае [c.318]

В триаде Ti-Zr-Hf с валентной конфигурацией атомов 5- Т и 2г обнаруживают состояния окисления 4-2, 4- 3 и 4-4. тогда как НГ имеет только одно состояние окисления 4-4. В этом случае мы сталкиваемся с примером общей закономерности, присущей переходным металлам низшие степени окисления играют меньшую роль для переходных металлов второго и третьего рядов, потому что в их атомах валентные электроны нах.одятся на большем удалении от ядра. В условиях когда эти атомы могут терять валентные электроны, они чаще всего теряют их полностью. В низших состояниях окисления Т1 образует ионные соединения, а в состоянии окисления 4- 4 его соединения имеют более ковалентный характер и он обладает неметаллическими свойствами. Оксид титана(Н), ТЮ, представляет собой ионное соединение основного типа со структурой кристалла Na l. В отличие от этого диоксид титана, Т Ог,-белый нерастворимый пигмент, об.падающий как кислотными, так и основными свойствами. [c.440]

В кристаллохимии широко используется понятие координационного числа. Этим термином называется число атомов, непосредственно взаимодействующих с данным атомом. Можно показать, что координационное число в общем тем больше, чем меньше различие в размерах ионов (пли атомов). При одинаковых размерах ионов координационное число может достигать 12, как это имеет место у металлов, кристаллизующихся в плотнейших кубической или гексагональной решетках. Из структур, встречающихся у соединений типа АВ, наиболее плотной укладке. отвечает объемно-центрированная кубическая, решетка s l со свойственным ей координационным числом 8, далее следует простая кубическая решетка Na l с координационным числом 6 и еще дальше структуры сфалерита (и вюрцита) с координационным числом 4. Кристаллы соединений двух- и трехвалентных элементов, не рассматривавшиеся нами, имеют иногда решетку графита, у которой координационное число равно 3. [c.130]

Кристаллическую решетку ионного соединения можно рассматривать как бесконечное повторение минимального трехмерного участка (параллелепипеда), называемого элементарной ячейкой. В соответствии с симметрией элементарной ячейки кристаллическую решетку относят к одной из кристаллических систем (сингоний) кубической, тетрагональной, гексагональной, тригональной, орторомбической, моноклинной и триклинной (в порядке убывания симметрии). Нена-сыщаемость и ненаправленность ионной связи приводят в большинстве ионных кристаллов к образованию структур так называемых плотнейших упаковок. Это кубические решетки типов Na I и s l (рис. 60), сфалерита (ZnS) и флюорита (СаРг), гексагональные типа ZnO и др. [c.129]

Химические соединения металлов друг с другом иазывакуг также интерметаллическими соединениями. Они имекгг обычно сложную кристаллическую структуру, отличную от структур исходных металлов. Свойства этих соединений также существенно отличаются от свойств исходных металлов. Так, кристаллы интерметаллических соединений почти всегда хрупки, характеризуются низкими значениями электрической проводимости и теплопроводности. Все это подтверждает смешанные межатомные связи в кристаллах (металлическую, ковалентную и ионную). Многие интерметаллические соединения отличакггся высокими теплотами образования и химической стойкостью. [c.254]

С развитием теоретических основ кристаллоэнергети-ки неизбежно должно усилиться значение РСА в термодинамике твердою тела, ибо для расчета одного из важнейших термодинамических параметров — потенциальной энергии кристалла при абсолютном нуле — требуется знание структуры кристалла. В настоящее время такие расчеты, в определенном приближении, проводятся главным образом для чисто ионных и чисто вандерваальсовых взаимодействий. Но с развитием квантовой химии становится реальной возможность относительно быстрой (и не слишком уж грубой) оценки зарядов на атомах сложных гетероатомных молекул. Тогда упаковочный (кристаллоструктурный) аспект строения кристаллов сложных соединений (элементорганических, комплексных и др.), находящийся вне поля зрения исследователя, окажется весьма актуальным. [c.135]

II ненаправленпость ионной связи, первая координационная сфера каждого иона в соответствии с размерным фактором насыщается практически одинаковым числом ионов противоположного знака. Возможны лишь незначительные отклонения от состава, заметно не нарушающие электронейтральность кристалла. В бинарных соединениях с преимущественно ковалентной связью отклонения от стехиометрии возможны лишь для координационных структур. Однако в отличие от металлоподобных и солеобразных соединений, которые образуют только координационные кристаллы, ковалентные соединения существуют и в молекулярной форме. В последнем случае, естественно, переменность состава исключается и такие соединения представляют собой дальтониды в узком смысле. В координационных же ковалентных кристаллах области гомогенности невелики, что обусловлено насыщенным и направленным характером ковалентной связи. [c.57]

Расположение отдельных частиц кристалла зависит прежде всего от химического состава кристаллизующегося вещества. При этом в случае ионного соединения важнейшую роль играет его тип (АБ, АБг, А2Б3 и т. д.). Для порстейших бинарных (т. е. состоящих только из двух частей) ионных соединений чаще всего встречаются структуры, показанные на рис. ХП-4. [c.379]

Следует отметить, что кроме воды известно огромное число самых различных растворителей. И так же, как при образовании водных растворов, центральную роль играют процессы сольватации—взаимодействие молекул растворителя с растворяемым объектом. Значение процессов гидратации при электролитической диссоциации в водных растворах отмечалось впервые в работах И. А. Каблукова (1891) и В. А. Кистяковского (1888—1890), положивших начало развитию теории электролитов, один из важнейших вопросов которой является изучение структуры растворов и характера распределения в них ионов. Установлено, что не только молекулы воды влияют на структуру раствора (поляризация, ионизация), но и растворяемое вещество в свою очередь влияет на структуру воды (растворителя). Как заряженные частицы, ионы обладают электрическим полем, напряжен юсть которого достигает величин порядка 10 В/см. Это поле определяет сильное электростатическое взаимодействие между ионом и полярными молекулами воды. Молекулы воды, находящиеся в непосредственной близости к иону, могут связываться с ним силами химической связи, образуя химическое соединение. Непосредственно присоединенные к иону молекулы воды строго ориентированы, их расположение напоминает структуру кристалла. Следовательно, при растворении электролита структура воды становится неоднородной. Часть молекул воды, которая далека от иона, остается в прежнем состоянии, это собственная структура воды HjO ,, другая часть—псевдокристаллическая структура, характерная для ионной зоны Н О , . В переходном слое между этими зонами вода имеет промежуточную [c.109]

Аналогичная ситуация наблюдается в кристаллах NaOH, КОН и т.п., в которых атомы щелочного металла и ковалентно-связанные группы ОН совместно образуют структуру типа Na l, типичную для преимущественно ионных соединений. Отличительной особенностью оснований, кислот и солей является гетеродес-мический характер соответствующих структур, в которых сочетаются преимущественно ковалентное взаимодействие внутри фрагментов и преимущественно ионное — между ними. [c.281]

Октаэдрическая координация 2г + в комплексных фторидах не является распространенной. Как один из примеров такой координации ниже рассмотрен Си2гЕб-4Н20. Разумеется, на тип координации оказывают влияние и природа катионов, и геометрические условия, накладываемые определенным отношением Р 2г. Необоснованность попыток связать размер попа с координационным числом и геометрией координационного полиэдра хорошо демонстрируется структурой КЬ52г4р21. В кристаллах этого соединения осуществляются четыре типа координации (координационное число) ионов 2г + 8 — неправильная антипризма, 7 — неправильная антипризма без одной вершины, 7 — пентагональная бипирамида и 6 — октаэдр. [c.164]

Гидроксид Са(ОН)г имеет структуру dl2, а ионы Sr- и Ва + слишком велики для структуры такого типа. Соединение Sr(0H)2 имеет структуру с координацией (7 3,4), очень похожую на структуру YO(OH), которая представляет собой трехмерную систему из соединенных общими ребрами одношапочных тригональных призм [1]. В этой структуре нет водородных связей (кратчайшее расстояние О—Н—О равно 2,94 А). Выло выполнено предварительное исследование кристаллов одной из модификаций Ва(0Н)2, но в целом его структура еше пе установлена [2]. (О структуре Sr(0H)2-H20 см. в разд. 15.2.G.) [c.356]

Смотреть страницы где упоминается термин Структуры кристаллов ионных соединений: [c.90] [c.83] [c.162] [c.609] [c.493] [c.595] [c.478] [c.162] [c.129] [c.55] [c.81] [c.133] [c.263] [c.43] [c.50] [c.387] [c.391] [c.393] [c.42] [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология