Двумерные кристаллические системы

Двумерные кристаллические системы [c.65]

Все реальные поверхности до некоторой степени неоднородны из-за присутствия разных кристаллических граней, ребер, дефектов и примесей. Неоднородность несколько искажает и интерпретацию результатов и сами количественные результаты определения величины поверхности, если в основу метода определения положено предположение об однородности поверхности. Хотя едва ли единый подход окажется применимым ко всем системам, успешное описание широкого круга изотерм адсорбции было достигнуто при применении двумерного уравнения Ван-дер-Ваальса и гауссовой функции распределения энергии в пределах [c.51]

Поскольку система должна состоять по меньшей мере из одной фазы, минимальное значение Р равно 1, а максимальное значение Р равно 2. Поэтому все данные по равновесию можно нанести на двумерную диаграмму, приняв за ось абсцисс состав М, а за ось ординат — температуру Т. На рис. 33.8 изображена система РЬ—Сс1. На диаграмме изображены равновесные фазы (или фаза) для всех возможных температур и составов в изученном интервале. Области ж, а, Р изображают единственную фазу, соответственно жидкую (ж) или кристаллическую (а или Р). Линии, ограничивающие области этих фаз, отображают состав и температуру, при которых каждая фаза будет превращаться в другую. Три другие области на диаграмме охватывают значения N—Т, при которых в равновесной системе присутствует более одной фазы (а+ж, ж + р, a-f р). Если через любую точку, лежащую в одной из этих трех областей, провести изотерму, то на концах ее окажутся фазы, находящиеся в равновесии (а, р, [c.103]

При исследовании нанотрубок с помощью традиционных подходов, включающих рентгеновскую и нейтронную дифрактометрию, АСМ, сканирующую и просвечивающую ЭМ, оптическую спектроскопию и спектроскопию комбинационного рассеяния, используют большое количество нанотрубок с несильно отличающимися друг от друга структурными данными [8]. Подобные измерения для нанотрубок характеризуются упорядоченной упаковкой, которая соответствует двумерной упаковке с параметром 1,7 нм. Исходя из предположения, что расстояние между стенками соседних нанотрубок соответствует кристаллическому графиту и близко к 0,34 нм, можно сделать вывод о том, кристаллическая решетка такой системы состоит из одинаковых одностенных нанотрубок диаметром 1,36 нм. [c.374]

Свойства кристаллических продуктов плазмохимических реакций во многом зависят от процесса формирования их структуры при конденсации и кристаллизации. Если новое вещество синтезируется в газофазной реакции, то через некоторое время парциальное давление слаболетучего вещества Р превышает его равновесное давление Ро, в результате чего возникают зародыши конденсированной фазы. Пересыщение пара снижается вследствие зародышеобразования или роста кристаллов. При достаточно быстром охлаждении системы пересыщение увеличивается и, как следствие, происходит спонтанная объемная конденсация. Решение кинетической задачи конденсационного роста (испарения) микрочастицы в собственном паре при произвольном перепаде температур приведено в работах 39, 40]. В зависимости от степени пересыщения и вязкости системы будет изменяться положение максимумов скоростей появления двумерных и трехмерных зародышей. На графике (рис. 2.18) можна выделить две метастабильные области, в которых спонтанная кристаллизация невозможна. В области малого пересыщения С< С ) трехмерные зародыши не возникают в силу большой работы их образования. Здесь возможен лишь рост имеющихся зародышей. Высокой степени пересыщения соответствует большая вязкость системы лимитирующей стадией процесса является диффузия вещества к центрам кристаллизации. В связи с этим рост кристаллов затруднен и вещество преимущественно расходуется на зарождение центров кристаллизации без дальнейшего их роста (С>С2). В области С < С <. С2 происходит одновременное протекание двух процессов образование новых центров кристаллизации и рост возникших прежде полученный продукт имеет полидисперсную структуру. Распределение частиц по размерам отличается от нормального закона ввиду различного характера их возникновения при малых и больших величинах пересыщения. [c.118]

В согласии с этой точкой зрения, при наличии кристаллохимического соответствия для возникновения новой поверхностной фазы не требуется предварительной затраты энергии на образование трехмерного зародыша этой фазы. Возможен непрерывный переход от металлической фазы к фазе окиси, хотя возникновение двумерных зародышей, требующихся для роста любой кристаллической системы, будет связано с затратой энергии на их образование. Соображения об энергии образо-1ШНИЯ зародышей тесно примыкают к уже обсужденным вопро- [c.188]

Отметим, что при переходе к двумерным и трехмерным кристаллическим системам необходимо заменить скалярные величины и ка на векторы (в реальном пространстве х, у, г) и векторы к (в обратном пространстве). В этом случае в показателях мнимых экспоненциальных множителей в уравнении (1.4) вместо произведения двух скалярных величин каКт) появится скалярное произведение (к соответствующих векторов. Следует, однако, отметить, что подобные преобразования вызовут лишь некоторые дополнительные математические сложности, но никак не повлияют на физическую суть излагаемых далее полуэмпири-ческих подходов к описанию зонной структуры кристаллов (см. подразд. 1.3). [c.12]

Для иллюстрации особенностей построения зонной структуры двумерных кристаллических систем рассмотрим квадратную решетку, элементарная ячейка которой характеризуется единственным линейным параметром а а = а , ау) (рис. 1.46). Допустим, что каждый узел решетки, задаваемый радиус-вектором г = тЛх + пЛу, содержит по одной -орбитали. Поскольку в двумерной системе электрон может свободно перемещаться вдоль осей хиу, его блоховские функции (Psik ку) будут характеризоваться двумя компонентами волнового вектора [c.65]

В связи с этим и исходя из новых физических представлений о воде как гетерофазной ион-кристаллической системе под термином активация следует понимать процесс изменения структурно-физических, энергетических и магнито-электрических свойств гетерофаз связанного состояния вещества (гетерофаза - метастабильная фаза с двумерной организацией структуры) в составе жидкофазных систем, включая воду, водные растворы, жидкие кристаллы, аморфные материалы, полимеры и металлы под действием физических полей. [c.353]

На основапии рентгеноструктурно -о анализа было установлено, что выделенные из нефти (гудронов, битумов) асфальтены имеют слабовыраженные кристаллические сзойства. Более детальные исследования показали, что структура асфальтенов характеризуется ярко выраженными двумерными поли циклическими системами, образующими плоскости— слои ( грс)здья>>, пластины , а в угле-химии— ламели ). Диаметр этих с/ оев по первоначальным данным составлял 0,85—1,50 нм, а по эолее поздним — 3,0—5,0 нм. Слои, по-видимому, имеют вытянутую форму с длиной примерно 5,0 и шириной около 1,0—1,2 нм (рис . 10.1). [c.212]

Фигуры или системы, которые являются периодическими в одном, двух или трех направлениях, будут иметь соответственно одно-, двух- или трехмерные пространственные группы. Размерность фигуры или системы-условие необходимое, но недостаточное для размерности соот-ьгтствующих пространственных групп. Сначала мы опишем плоскую систему по Буддену [I], чтобы почувствовать пространственно-групповую симметрию. Будут введены также некоторые новые элементы. Позже в этой главе будут представлены простейшие одно- и двумерные пространственные группы. Вся следующая глава будет посвящена, несомненно, более важным трехмерным пространственным группам, которые характеризуют кристаллические структуры. [c.359]

Для физики значительно интереснее, хотя и хуже изучены, частосетчатые полимеры, используемые обычно в качестве конструкционных материалов. Степень порядка в таких системах может колебаться от очень слабо развитого ближнего порядка до совершенного кристаллического порядка — например, в алмазе или графите, которые, в соответствии с изложенным выше, можно трактовать как гомоатомные трехмерные или двумерные полимеры углерода, тогда как кумулены и карбин, при некоторых оговорках, можно считать их линейными аналогами. [c.17]

Двумерным аналогом фибриллярной схемы Стэттона должна быть система небольших кристалликов, из которых выходит множество проходных цепей, равномерно распределенных по направлениям в определенной плоскости. Без специальных ухищрений реализовать такую систему, например, простой перпендикулярной переориентацией невозможно. Но ухищрения могут быть того же типа, что обсужденные в связи с рис. XVI. 8. В этом случае переориентация становится возможной, хотя лучше провести двумерный холодный вариант ориентационной кристаллизации, при всестороннем двумерном растяжении, он может быть осуществлен, например, раздувом остывающего расплава, который уже перешел в высокоэластическое состояние с кристаллическими зародышами, играющими роль узлов вулканизации . Вероятно, возможны пути и горячей биаксиальной ориентационной кристаллизации, но они требуют иного технологического обрамления. [c.395]

Структура состоит из цепей (рис. 2.73), соединенных между собой через атомы кислорода [159]. Каждый тетраэдр входит по крайней мере в одно из 5-членных колец каркаса. Высокая термостабильность морденита, вероятно, связана с большим числом энергетически стабильных 5-членных колец в его каркасе. Алюмосиликатный каркас морденита изображен на рис. 2.74. Для диффузии маленьких молекул в дегидратированном цеолите имеется двумерная система каналов, однако диффузия более крупных молекул может происходить только по системе параллельных одномерных каналов, которые, кроме того, могут блокироваться из-за нарушения кристаллической решетки или присутствия в них аморфного вещества или катионов. Дегидратированный морденит быстро адсорбирует такие газы, как азот и кислород, в то время как метан или этан адорбируются им медленно. Этот факт нельзя объяснить размерами каналов (диаметр которых равен 6,7 А). Поскольку большие каналы одномерны, то даже небольшого числа нарушений в них достаточно, чтобы ограничить адсорбционный процесс (рис. 2.75). Аналогичные результаты получены при изучении адсорбционных свойств гмелинита, у которого, как было показано методом дифракции электронов, большие каналы блокируются сдвигами кристаллической решетки. Однако в мордените подобные сдвиги не обнаружены [160]. [c.132]

ОН М в общем случае ОН-группы являются общими для координационных групп различных атомов металла, так что можно выделить взаимосвязанную систему ОН и М. Такой протяженный комплекс гидроксид-ион — металл может быть конечным нли бесконечным (одно-, дву- или трехмерным), и при описании структур гидроксооксосолей обычно сначала выделяют М—ОН-комплекс, а затем показывают, как такие комплексы соединены друг с другом в кристаллической основной соли. Описание структуры в терминах М—ОН-комплекса — это в значительной степени вопрос удобства. Например, система М—ОН может быть одно- или двумерной, а оксо-ионы могут связывать эти одно- или двумерные фрагменты в обычную трехмерную структуру, т. е. в структуру, не являющуюся ни цепочечной, НИ слоистой. Так, например, в то время как Си2(ОН)зХОз и 7п5(0Н)8С12-Н20 имеют слоистые структуры, Си (ОН) Юз, Ре(0Н)504, 2п2(0Н)2304 и 2п5(ОН)б(СОз)2 имеют трехмерные структуры, хотя хорошо видно, что они построены пз одио-или двумерных фрагментов М—ОН. Следует подчеркнуть, что не существует простой зависимости между отношением ОН М 1 возможными типами комплексов М—ОН. В предположении, что к.чждая группа ОН связана с двумя атомами металла, при отношении 0Н М>1 возможно образование как циклических, так и линейных М—ОН-комилексов. Некоторые из комплексов М—ОН в основных солях, образованных из разбавленных растворов с высоким отношением ОН М, сходны со структурами конечных продуктов гидролиза, а именно со структурами соответствующих гидроксидов или оксидов металла. [c.375]

Современная трактовка изоморфизма как проблемы строения дефектного кристалла позволяет считать частично (аномально) изоморфные системы проявлением доменного (блочного) изоморфизма. В них стирается граница раздела между двумя различными кристаллическими фазами, находящимися в структурно обусловленной закономерной ориентировке. В книге описывается только наиболее хорощо изученное двумерное проявление такого изоморфизма — сме-шаннослойность, широко распространенная в слоистых структурах силикатов. Случаи смешанноценности и смешанноблочности, встречающиеся в структурах биополимеров и силикатов, не разбираются. (Прим. ред.) [c.259]

Подробное обсуждение механизма переноса энергии между молекулами пигмента в хлоропластах выходит за пределы данной книги. Однако некоторые понятия, широко используемые в литературе по фотосинтезу, заслуживают разъяснения. Б начале 1950-х годов такой перенос энергии связывали обычно с индуктивным резонансом. Считалось, что этот относительно медленный перенос может происходить между слабо связанными друг с другом молекулами в растворе, например между молекулами хлорофилла Ь и хлорофилла а [259] (см. стр. 31). Позже, с развитием физики твердого тела, некоторые исследователи пришли к выводу, что молекулы хлорофилла расположены в двумерной молекулярной кристаллической решетке и ведут себя подобно полупроводнику. В таком случае соседние молекулы должны взаимодействовать так сильно, что их орбитали будут перекрываться. Миграция экситона (представляемого как электрон и положительно заряженная дырка, движущиеся вместе по решетке [187]) должна при этом происходить столь быстро, что приписать этот экситон в любой данный момент какой-либо определенной молекуле не представляется возможным. Арнольд и Шервуд [4] показали, что если высушенные хлоропласты сначала осветить при комнатной температуре, а затем нагреть до 140° С, то они будут излучать свет. Такого рода результаты подтверждают представление о том, что хлоропласты— это система, обладающая свойствами твердого тела. Описанные процессы происходили бы в полупроводнике, если бы часть возбужденных электронов захватывалась дефектами кристаллической решетки, а затем в результате поглощения кванта дальнего красного света освобождалась и попадала обратно в дырки. Аналогичные явления наблюдались в опытах со све-. жими суспензиями hlorella и листьями (по техническим причинам, однако, их не удалось исследовать количественно). Было высказано предположение, что такой же механизм лежит в основе очень слабого послесвечения, наблюдаемого в темноте при нормальной температуре после освещения зеленых тканей [285]. [c.49]

Адсорбционно-сольватный фактор агрегативной устойчивости коллоидных систем связан с образованием на межфазной поверхности слоев из молекул или ионов. Адсорбционно-сольватные слои обладают особыми свойствами. Они имеют высокую прочность, молекулы в них взаимодействуют между собой более энергично и поэтому менее подвижны. В их составе могут быть кристаллические образования. Формирование таких слоев происходит в результате определенного взаимодействия между веществом дисперсной фазы и дисперсионной средой. Определенная ориентация молекул в слоях способствует проявлению особых механических свойств, а именно повышению вязкости, упругости, сопротивления сдвигу. Развитые адсорбционно-сольватные слои препятствуют сближению коллоидных частиц, т. е. способствуют повышению устойчивости коллоидной системы. Образование прочных адсорбционно-сольватных слоев характерно для гидроксидов таких металлов, как алюминий, железо и др. Согласно теории, разработанной П. А. Ребиндером и его школой, адсорбционно-сольватные слои представляют собой двумерные квазикристаллические структуры. Адсорбционно-сольватные слои могут образовываться и крупными молекулами органических веществ. Эти ориентированные слои не разрушаются при сближении коллоидных частиц, они создают структурно-механиче-1СКИЙ барьер, препятствующий их агрегации. Соединения, входящие в состав адсорбционно-сольватных слоев, называются стабилизаторами. [c.116]

Исследование соотношений симметрии дает ценный материал по геометрически эквивалентным точкам или частицам, обозначаемым этими точками и находящимся в определенной взаимозависимости. Уже выше (стр. 49) было указано, что кратности этих (гомогенных) точечных систем находятся друг к другу в простых отношениях. При молекулярных конфигурациях имеет смысл (см. стр. 38) выяснить общее число точек или частиц, определяющих конфигурацию. Это невозможно в случае кристаллических конфигураций, так как в данном случае каждый сорт точек состоит из бесконечного числа частиц. То, что в первом случае обозначается как величина молекул или молекулярный вес, лишено значения во втором случае. Если базироваться на формулах с определенньш числом атомов, то можно говорить только об эквивалентных величинах, эквивалентных или формульных весах. Однако остается тот факт, что кратности различных сортов точек сохраняют простые отношения. В каждой пространственной системе, так же как и в каждой точечной плоской или цепной группе, взаимно эквивалентные точки обладают определенными кратностями. Для плоских и пространственных групп имеет силу еще более избирательно действующее, ограничение. Эквивалентные точечные положения могут обладать лишь такими кратностями, которые относятся друг к другу, как делители 48 (причем само число 48 не входит в эти делители при плоских группах) таким образом, отношения могут быть выражены только какими-либо цифрами из следующего ряда 1 2 3 4 6 8 12 16 24 48. Отсюда можно вывести как следствие для этих групп симметрии, что частицы, состоящие в другом каком-либо отношении (например, 1 5 7), не могут принадлежать к геометрически вполне эквивалентным точечным положениям. Так, если в двумерных или трехмерных кристаллах наблюдается соотношение, выражаемое с помощью химических символов элементов, как АхВ , то можно с достоверностью заключить, что с точки зрения свойств конф1гу-рации все В не могут быть эквивалентны друг другу, тогда как в случае точечной или цепной группы такого рода заключение было бы несправедливо. Естественно, что такого рода реальная геометрическая неэквивалентность не должна указывать на совершенно другие свойства таких соединений, так как различные точечные поло- [c.85]

Самопроизвольное обогашение границ зерен растворенными элементами определяют как равновесную сегрегацию. Одной из причин ее является упругое взаимодействие атомов с межзер-новой границей, являющейся двумерным дефектом в макрокристалле. Эта граница, как известно, характеризуется повышенным значением АС. Ширина ее составляет около 1—3 атомных расстояний, однако переходные межкристаллитные зоны с искаженной кристаллической решеткой имеют толщины, достигающие десятков и сотен нанометров. Сегрегация — это процесс, протекающий с уменьшением АО системы. Обычно чем ниже предел растворимости примеси, тем выше фактор обогащения (Р), т. е. отношения концентрации элемента на границах зерен к ее концентрации в объеме сплава. Установлено, что для двойного сплава железа, содержащего 2,2-10 % 8, 2% 5п и 3% 51, значения р равны соответственно Ю , 460 и 3. С помощью Оже-спектроскопии и измерения энергии межзерновых границ была установлена практически прямолинейная зависимость от равновесной растворимости в диапазоне 1—10 % (ат). Для В, 51, К, Р, Аи, N1, 5Ь, 5п, растворимых в Ре, N1 или Си, значения изменяются от 5 до 10 в указанном диапазоне. [c.137]

Следует упомянуть о нескольких важных теоретических работах, выполненных в самое последнее время. Это прежде всего исследования Бакстера [9] по так называемой восьмивершинной модели. На языке двумерной модели Изинга это означает наличие двух подрешеток, причем наряду с указанными выше парными взаимодействиями внутри каждой подрешетки учитываются также четверные взаимодействия между подрешетками, т. е. в энергии системы появляются слагаемые типа aiajG ,al, где индексы i, / относятся к одной, а к, I — к другой подрешет-ке, при этом узлы г, /, к, I являются ближайшими соседями в кристаллической решетке. [c.12]

Молекулы родопсина образуют в клеточной мембране плоскую кристаллическую рещетку, подобную двумерному кристаллу. Сочетание методов электронной микроскопии низкой интенсивности и малоуглового рассеяния электронов позволило определить трехмерную структуру белка и его ориентацию в мембране с разрещением 0,7 нм. Последний метод аналогичен рентгеноструктурному анализу, который используется для получепия трехмерных кристаллов растворимых белков. Изучение бактериородопсипа показало, что его молекула состоит из семи а-спиралей (каждая из которых содержит около 25 аминокислотных остатков), плотно упакованных друг с другом (рис. 6-31). Эти спирали пересекают линейный бислой примерно под прямым углом к плоскости мембраны. Весьма возможно, что протоны проходят через мембрану при участии хромофора по сопряженной системе боковьгх цепей а-спиралей, однако детальные механизмы этого процесса еще неизвестны. [c.370]

Существуют системы, в которых дырчатые решетки А с расстояниями, соответствующими кристаллам АВ, сохраняются сколько угодно долго и требуются сильные воздействия для их изменения. Таких случаев в настоящее время известно немало также среди органических веществ, в частности средп полимеров. Особенно интересны алюмосиликатные цеолиты с различным соотношением содержания алюминия и кремния. Они теряют свою воду, образуя кристаллические структуры с различным раз1мером окон и полостей для А, X, и других форм. Это приводит к образованию целой гаммы скелетных устойчивых структур, обладающих необычным поверхностным строением и физико-химическими свойствами. На стенках их окоп и пор появляется несколько типов бренстедовских и льюисовских кислотных центров, часть которых не имеет полных аналогов ни у молекул, ни у массивных кристаллов. Необычно ведут себя вводимые в цеолиты ионы переходных, легко восстанавливаемых металлов N1, Со, Си и т. д. Они приобретают сильно повышенную устойчивость к восстановителям и в широких пределах сохраняются в виде изолированных ионов, не переходя ни в атомное, ни в металлическое состояние. Это нечто среднее между поверхностными двумерными соединениями металлических ионов и их твердыми растворами. [c.171]

Современные представления об устойчивости экосистем и экопато-генном риске здоровью человека при воздействии антропогенных факторов базируются на подходе доза-эффект . Однако понятия устойчивости экосистем и экопатогенного риска для здоровья человека не могут быть сведены к данной единственной зависимости. Человек, как и любой другой биологический объект, с современных теоретических позиций представляет собой высокоорганизованную когерентную полевую систему. Как показывают исследования функции самоорганизации подобной системы выполняют продольные электромагнитные поля, образуемые метастабиль-ными ион-радикальными состояниями в джозефсоновских структурах ион-кристаллических ассоциатов. Ферми-состояние биологических систем связано с наличием в них сопряженных метастабильных двумерных фаз и [c.347]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология