Кристаллы энергия ребер

Некоторые кристаллы способны непосредственно превращать механическую или тепловую энергию в электрическую. Такое свойство присуще кристаллам-диэлектрикам, в которых имеются полярные направления. Так, при сжатии кристалла кварца в направлении, перпендикулярном к з, на его ребрах,, там где выходят /-2. возникают электрические заряды. Один конец Ьг приобретает положительный заряд, второй — отрицательный, так что эта ось является полярной. При растяжении заряды на ее концах меняются знаками. Это явление получило название пьезоэлектричество. Пьезоэлектрический эффект обратимый если менять электрические заряды на полярной оси 2, то кристалл кварца будет увеличиваться и уменьшаться в объеме. Специально вырезанная пластинка из него под влиянием электрических зарядов будет возбуждаться и колебаться, как струна, являясь одним из самых устойчивых резонаторов. Период колебания пластинки зависит от ее свойств (качества материала, размеров, направления среза), но не зависит от периода колебания возбудителя. Возникшие при механических колебаниях на пластинке электрические заряды можно снять. Все это широко используется в конструкциях ультразвуковых генераторов и стабилизаторов частот. [c.121]

Величина Оме определяется энергией связи иона в металле, а значит, и тем, в какой точке кристалла (ребро, грань, угол) разряжается ион. Следовательно, особенностью процессов электрокристаллизации как раз и является то, что кристаллизационные факторы определяют скорость (или энергию активации) самого акта разряда. [c.333]

Это выражение справедливо и для зародыша кубической формы. Для нахождения прироста свободной энергии при образовании критического зародыша учтем, что и для сферического и для кубического кристаллов (длина ребра куба 2г) [c.392]

Решеточные суммы можно приспособить и для оценки энергии ребер, например потенциальной энергии взаимодействия двух кубических кристаллов, имеющих общее ребро. Энергия ребер к выражается в эргах на сантиметр. По данным Леннарда-Джонса и Тэйлора [42], величина к для различных щелочных галогенидов составляет около 10 эрг/см. Согласно более недавней оценке [56], энергия ребра, образованного плоскостями (100) хлорида натрия, равна 3-10- эрг/см. Как и величины поверхностных напряжений, эти данные можно рассматривать только как предварительные. [c.212]

Из-за неровностей и трещин, имеющихся на гранях, ребрах и углах кристаллов, их поверхностная свободная энергия распределяется неравномерно. Присоединение молекул из раствора при росте кристаллов происходит прежде всего по углам и ребрам, на которых поверхностная энергия максимальна. При росте граней кристаллов исчезают те из них, которые имеют большую скорость роста, т. е. обладают повышенной энергией. В случае регенерации деформированных кристаллов по той же причине, прежде всего рост начинается с острых вершин и ребер поврежденных мест. При быстрой кристаллизации из растворов часто образуются иглы или дендриты, что объясняется быстрым ростом мест с наибольшей энергией. [c.107]

В 1926 г. X. С. Тейлор предложил гипотезу активных центров, согласно которой степень ненасыщенности связей атома в поверхностном слое зависит от его положения в кристаллической решетке. По Тейлору, атомы поверхности обладают тем более повышенной способностью к адсорбции и катализу, чем менее связаны с другими атомами катализатора (на ребре, углу кристалла, на участке с большой кривизной и т. п.). Из этого следует, что поверхностная энергия твердого тела может меняться от точки к точке. Однако такое объяснение сложной структуры поверхности катализатора и специфичности его каталитического действия далеко от истины. [c.182]

Условием равновесия, при котором значение поверхностной энергии Гиббса минимально, является минимум величины / < (15 (где С — поверхностная энергия Гиббса на единицу поверхности и 5-элемент поверхности). Для жидкости максимальная стабильность достигается, когда поверхность имеет сферическую форму. Но для твердого тела О зависит от типа граней кристалла и минимальна для полиэдра с плоскими гранями и острыми ребрами, [c.263]

Имеющиеся в литературе данные по адсорбции поверхностно активных веществ на твердых электродах гораздо менее систематизированы. Хотя силы взаимодействия между частицами данного вещества в твердом и жидком состоянии не. имеют существенных различий, все же опыт показывает, что совершенно однородна только поверхность чистого металла в жидком состоянии. Кристаллическое твердое тело не однородно, так как даже в спектроскопически чистом металле различные грани, ребра и углы кристаллов обладают неодинаковым запасом энергии. Твердые тела, кроме того, обычно шероховаты. В общем случае на неполированной поверхности поверхностное натяжение в разных точках твердого тела имеет различную величину. [c.343]

Пусть для определенности рассматриваемая частица представляет собой однокомпонентный кристалл объемом V и поверхностью О, построенной из различных граней с площадями Qi и ребрами длины 1к. Тогда энергия Гиббса кристалла в целом может быть записана как сумма вкладов величин, относящихся к объему и новерхности кристалла [c.177]

Все эти вещества обладают различным электрическим сопротивлением и занимают в шкале сопротивлений (рис. 197) места, далекие друг от друга. Строение кристаллов этих веществ одинаковое, но в зависимости от радиусов атомов и величин энергии межатомной связи размеры кристаллических решеток различны. В табл. 13.12 показаны размеры ребра куба элементарной ячейки для решетки типа алмаза, радиусы атомов и энергии связи между [c.427]

Методом молекулярной динамики исследовалась диффузия полимерной цепи в 10%-ном растворе на ансамбле из 1000 частиц, которые взаимодействуют между собой согласно потенциалу Леннарда-Джонса. Все частицы, включая цепь, первоначально находятся в узлах гексагональной кристаалической решетки с ребром а. Исследуемый объем представляет собой куб размером ЮдхЮахЮа со стандартными периодическими граничными условиями, позволяющими избежать влияния поверхностных эффектов. Кристаллу сообщается внутренняя энергия, характерная для жидкости несколько выше температуры замерзания. Для этого каждой частице приписывается случайное значение скорости, величина и направление которой определяется распределе шем Максвелла и условием неподвижности центра масс исследуемого объема. [c.104]

Рост кристаллов происходит преимущественно на недостроенных участках кристаллической решетки — на наиболее активных участках — углах и ребрах кристаллов. Большое увеличение поверхности связано с относительно большой затратой энергии, расходуемой на преодоление сил межфазного натяжения. [c.233]

Наиболее полно процессы адсорбции различных веществ изучены на жидком ртутном электроде данные по адсорбции ПАВ на твердых электродах гораздо менее систематизированы. Хотя силы межчастичного взаимодействия для данного вещества в твердом и жидком состоянии существенно не различаются, все же опыт показывает, что совершенно однородной является только поверхность чистого жидкого металла. Кристаллическое твердое тело неоднородно, так как частицы, находящиеся на различных гранях ребра и вершинах кристаллов, обладают различным запасом энергии, поэтому и поверхностное натяжение в разных точках твердого тела неодинаково. [c.368]

Все эти вещества обладают различным электрическим сопротивлением и занимают в общей шкале сопротивлений (рис. 197) места, далекие друг от друга. Строение кристаллов этих веществ одинаковое, но в зависимости от радиусов атомов и величин энергии межатомной связи размеры кристаллических решеток различны. В табл. 125 показаны размеры ребра куба элементарной ячейки для решетки типа алмаза, радиусы атомов и энергии связи между атомами в кристаллах этих веществ, а на рис. 198 показано объемное строение кристалла и интерпретация его в плоскости. [c.442]

При выводе изотермы адсорбции Ленгмюра неявно делаются следующие допущения 1) адсорбируемый газ в газовой фазе ведет себя как идеальный 2) адсорбция ограничивается мономолекулярным слоем 3) поверхность однородна, т. е. все адсорбционные центры имеют одинаковое сродство к молекулам газа 4) молекулы адсорбата не взаимодействуют друг с другом 5) адсорбированные молекулы газа локализованы, т. е. не передвигаются по поверхности. Первое предположение справедливо при низких давлениях. Второе почти всегда перестает соответствовать реальности при увеличении давления газа. Как показано на рис. 8.6, когда давление газа приближается к давлению насыщенного пара, пар начинает неограниченно конденсироваться на всех поверхностях, если краевой угол 0 равен нулю. Третье допущение неудовлетворительно, потому что реальные поверхности неоднородны разные грани кристалла обладают разным сродством к молекулам газа, а ребра, трещины и дефекты кристалла образуют дополнительные адсорбционные центры. Неоднородность приводит к уменьшению энергии адсорбции по мере заполнения поверхности. Неправильность четвертого допущения была показана экспериментально, когда обнаружилось, что в некоторых случаях теплота адсорбции может увеличиваться с увеличением поверхностной концентрации адсорбированных молекул. Этот эффект, противоположный тому, к которому должна приводить неоднородность поверхности, обусловлен взаимным притяжением адсорбированных молекул. Пятое допущение неправильно, так как имеется ряд доказательств того, что поверхностные пленки могут быть подвижными. [c.251]

В случае кристаллов имеется небольшое количество различных мест на поверхности. Это грани разных индексов (обычно от двух до шести), ребра между гранями, ступени роста, отдельные дислокации. Различные места на поверхности кристалла ограничены в основном немногими типами и поэтому здесь нет непрерывного распределения энергии адсорбционных сил по местам адсорбции. Вследствие этого число ступеней на изотерме адсорбции в пределах преимущественного заполнения монослоя не должно быть очень большим. При соблюдении надлежащих предосторожностей во время синтеза и последующих обработок таких кристаллов число ступеней на изотерме адсорбции должно находиться в соответствии с числом выходящих на поверхность кристалла граней разных индексов [297, 298]. Если это условие не достигнуто, то число ступеней на изотерме адсорбции должно находиться в соответствии с числом выходящих на поверхность граней и с числом возможных ступеней роста, типичных для данного кристалла и условий его получения. [c.62]

Природа активных центров адсорбции. Всякая твердая поверхность, в том числе зеркальная поверхность кристаллов, с микроскопической точки зрения представляется шероховатой, неровности которой превышают молекулярные размеры. Так, например, блестяща я поверхность кристаллов меди и серебра имеет выступы порядка 10 , 10 м, тонко полированные зеркала имеют шероховатости в 1,8 10 —3 м. Неровности и трещины, расположенные на гранях, ребрах и углах кристаллов, имеют различную поверхностную свободную энерг ию. [c.154]

Грани, ребра и углы кристаллов, выходящие на поверхность, имеют неодинаковые уровни поверхностей энергии, что приводит к их различной активности в адсорбционных и электрохимических процессах, т. е. к физической и химической неоднородности поверхности металла. [c.34]

Подсчитанные высвобождаемые энергии равны если ион находится в положении полукристалла (см. рис. 3.6), 1 = 0,8738во7<з( в углу на поверхности законченной плоскости растущего кристалла 2=0,247 бо7< на ребре законченной плоскости Ез=0,0903 в центре законченной плоскости 4=0,066 ва /ё. [c.265]

Активированная адсорбция молекул реагирующих веществ происходит не на всей свободной поверхности твердого катализатора, а только на так называемых активных центрах, где запас свободной энергии больше. Это могут быть острыё углы, пики, различные неровности, ребра кристаллов, химически неоднородные участки и т. д. В целом, чем сильнее развита общая поверхность. тем больше на ней активных центров. Поэтому повышение [c.216]

В настоящее время нет оснований сомневаться в реальности существования активных центров, но представления о них еще не достаточно ясны, хотя и предложены различные модели. Различные авторы предлагают разнообразные трактовки. По первоначальным представлениям активные центры разбросаны по поверхности без всякой упорядоченности, хаотически по Г. Тейлору,—это сильно энергетически ненасыщенные пики другие исследователи считают активные центры местами нарушенного кристаллического строения— обломками кристаллов из 10—100 атомов. Вследствие сильно развитой поверхности в них локализуется очень высокая свободная энергия. Считают также, что активные центры представляют активные линии , т. е. ребра кристаллов, границы зерен и мест нарушений, на которых в первую очередь протекает адсорбция или, как говорят, адлинеация молекул. По теории ансамблей Кобозева активные центры представляются как сближение нескольких (1—4) атомов. [c.111]

Адсорбция поверхностно активных веществ на поликристаллических металлических электродах находится в зависимости от поверхностной энергии на отдельных гранях кристаллов и поверхностной энергии на ребрах и вершинах кристаллов. По мнению Лангмьюра, каждый поверхностный атом металла служит адсорбционным центром, способным поверхностной энергией связать ион, атом или молекулу адсорбируемого вещества. [c.103]

Гетерогенным называют катализ на поверхности твердых тел, находящихся в контакте с реагирующими веществами в газовой фазе или в растворах. Основные теоретические положения, необходимые для понимания сущности гетерогенного катализа, уже изложены в гл. 14 в связи с обсуждением роли адсорбции в гетерогенных реакциях. При проведении реакции на поверхности твердых тел последняя играет вполне определенную роль благодаря адсорбции на поверхности понижается энергия активации катализируемой реакции. До настоящего времени еще не существует удовлетворительной количественной теории катализа. В любой каталитической реакции важнейшее значение имеет структура поверхности. Катализ протекает не на всей поверхности твердого тела, а главным образом на активных центрах (дислокациях, ребрах кристаллов и других дефектах кристаллов). Кроме того, известно, что каталитическая активность зависит от кристаллографической плоскости, — кристаллы, ориентированные в некоторых определенных направлениях, обладают максимальной активностью. Большое значение в гетерогенном катализе имеют смешанные катализаторы. Примером могут служить почти все известные газовые реакции, используемые в химических технологических процессах (синтез аммиака, синтез 50з, гидрирование угля по Бергиусу или Фишеру— Тропшу, окисление аммиака по Оствальду и многие другие). [c.196]

Наиболее сильное взаимодействие между частицами проявляется в кристаллическом состоянии вещества. Сила этого взаимодействия такова, что частицы образуют определенную пространственную структуру —/срисгалл, в котором они закономерно расположены на фиксированном расстоянии друг от друга. Кристалл ограничен плоскими гранями, которые пересекаются по прямым линиям — ребрам. Углы между гранями обусловлены внутренним строением кристалла и зависят от типа химической связи между частицами, от ее энергии, углов и числа связей между частицами. Существование кристаллов является следствием исключительно высокого порядка в расположении частиц, составляющих кристалл. [c.158]

Все же поправка на реберную энергию играет большую роль, чем припято думать. Величина Дрхг превышает RT только в области высокодисперсных фаз при линейных размерах частиц 10 — 10 см и меньше. В этих условиях относительные количества вещества на ребрах и гранях кристалла сравнимы. Кроме того (и это даже более важно, чем введение численной поправки), только при одновременном рассмотрении энергии ребер и граней кристалла можно строго анализировать вопрос о множестве форм огранения кристаллов одинакового химического состава. Уравнение (VI.31) относится к единственной, наиболее устойчивой форме огранения, тогда как (VI.30) можно применять к разнообразным формам огранения, если переход от одной из них к другой связан с появлением новых ребер. [c.183]

И смеси, и растворы — многокомпонентные системы. Принципиальная разница между ними состоит в наличии у первых и отсутствии у вторых поверхностей раздела между компонентами, первые гетерогенные, а вторые — гомогенные системы. Обычно при рассмотрении свойств механических смесей наличием поверхностей раздела и их свойств пренебрегают. Однако если степень дисперсности увеличивать, то роль поверхностных свойств возрастает. Ведь очевидно, что атомы (молекулы, ионы и т. п.) поверхностного слоя находятся в иных энергетических условиях, что внутри тела, и поэтому их свойства отличаются от объемных свойств. Например, поверхностная энергия 1 моль хлорида натрия при условном дроблении кристалла на кубики от размера ребра 0,77 см (1 г Na l) до минимально возможных размеров частиц (1 нм) возрастает с 3-10 Дж/моль до 25,2-10 Дж/моль, т. е. в миллионы раз. Вместе с энергией ребер частиц это составляет около 35 кДж/моль — порядок энтальпии многих реакций. [c.254]

Неодиородпость поверхности обнаруживается различными способами. Для отравления катализаторов достаточно малых количеств ядов, что указывает на особую активность не всей поверхности, а каких-то определенных участков на ней. Нагретые поверхности испускают электроны не равномерно, а только от определенных локализованных участков. Различной каталитической и адсорбционной способностью обладают различные грани кристаллов, причем для реальных твердых тел вполне естественно допущение о наличии на поверхности различных кристаллических граней. Из-за неровностей и трещин, имеющихся на гранях, ребрах и углах кристаллов, их поверхностная свободная энергия распределяется неравномерно. Отдельные монокристаллы, из которых построены поликристаллические агрегаты, по своей структуре часто сильно отклоняются от идеального порядка и строгой периодичности. Су- [c.46]

Прн гомог. образовании кристаллнч. зародышей (при затвердевании, кристаллизации из р-ра) их форма определяется условием Гиббса-Кюри минимума поверхностной энергии зародыша где у, и -соотв. уд. свободные поверхностные энергии и площади i-x граней кристалла. Этому условию отвечает соотношение Вульфа У(/А( = onst, где /г -расстояние i-й грани от центра кристалла. Зависимость ДО(Л,) при образовании крнс-таллич. зародышей сходна с выражением (1), но численные коэф. оказываются иными. Часто выражение (1) применяют и при рассмотрении образования кристаллич. зародышей, подразумевая под величиной у нек-рое усредненное (эффективное) зиачеине уд. поверхностной энергии зародыша. Прн гетерог. образовании кристаллич. зародышей важное значение имеет структурное соответствие зародыша и матрицы, на к-рой он образуется. Выделение кристаллич. фазы иа подложке с близкими параметрами их кристаллич. структуры наз. эпитаксиальным ростом. Как особый вид гетерог. 3. и. ф. можно рассматривать возникновение двухмерных зародышей при кристаллизации новых атомарных (молекулярных) плоскостей с высотой а, равной межплоскостному расстоянию. При этом для зародышей квадратной формы с длиной ребра I [c.163]

В жидких кристаллах наблюдаются разные виды дефектов, которые могут быть строго регулярными благодаря жидкому характеру среды. Упругая энергия, связанная с наличием дефектов, стремится прийти к равновесию, и эти дефекты принимают конфигурацию, которая соответствует минимуму энергии и называется текстурой. Дефекты жидких кристаллов исследованы в многочисленных работах [4, 5, 23, 74, 90, 94, 102]. Мы наблюдаем дислокации (ребра и винты) и фокальные изгибы в смектиках и холестериках. Дисинклииации присутствуют в трех основных видах жидких кристаллов. Дислокации и фокальные изгибы релаксируют в нематиках, что отчетливо проявляется в переходах смектик — нематик. [c.309]

Взгляды М. Фольмера на механизм роста кристаллов получили развитие в работах И. Странского, по мнению которого рост двухмерных зародышей происходит путем присоединения к ним целых периферийных рядов — одномерных зародышей. Если оседающий одномерный зародыш не в состоянии заполнить все ребро двухмерного зародыша, на нем образуется трехмерный угол, который является наиболее активным местом растущего кристалла (рис. 105). К трехгранным углам (положение 1) могут непосредственно присоединяться уже отдельные ионы (молекулы или атомы), так как при этом выделяется больше энергии, чем при попадании частицы в двухгранный угол (положение 2) или садиться на плоскую поверхность (положение <5). При оседании частицы в трехгранный угол он исчезает, но рядом возникает точно такой же новый, куда и садится следующая частица, и т. д., пока цепочка не дойдет до края кристалла и трехгранный угол не исчезнет. После разраста- [c.365]

При свободной электрокристаллиза-ции новые адсорбирующиеся атомы а электроосаждаемого металла могут с одинаковой степенью вероятности диффундировать в двухмерном пространстве как к зародышу К,, так и к зародышу К2, вступая в кристаллические решетки. Однако кристаллические зародыши легче всего образуются на углах и ребрах растущих кристаллов, так как на этих местах отмечается наибольшее сгущение линий электрического поля. Поэтому степень заполнения разных граней кристаллов атомами или ионами металла неодинакова, и энергия образования кристаллических зародышей, или перенапряжение электрокристаллизации является функцией индексов граней. [c.35]

Поверхность пигментов относится к высокоэнергетическим, имеющим поверхностное натяжение на границе с воздухом от 100 до 1000 мДж/м Эта энергия распределена на поверхности неравномерно благодаря физической и химической неоднородности частичек пигмента Так, (точечные дефекты кристаллической структуры приводят к иестехиометричиости соединения как в -объеме, так и иа поверхности Например, для диоксида титана содержание кислорода в решетке меньше, чем в соответствии с формулой TiOj Для цинковых белил, наоборот, кислород содержится в избытке по сравнению с формулой ZnO Присутствие посторонних иоиов в кристаллической решетке приводит к ее деформации Обычно такие дефекты концентрируются у по- верхности что и приводит к появлению участков с повышенной поверхностной энергией Даже в случае идеальной поверхности ионы, расположенные иа ребрах кристаллов и в его вершинах, являются координацнонно-ненасы-"Щенными и вызывают энергетическую неоднородность поверхности [c.256]

Геррннг [31], хотя и соглашается с построением Вульфа, считает маловероятным образование кристаллов с резко очерченными ребрами. По его мнению, в реальных условиях ребра могут сглаживаться небольшим равновесным радиусом кривизны. Позднее Бенсон и Паттерсон [32] дали аналитическое доказательство теоремы Вульфа, решив в общем случае задачу о минимуме свободной энергии многогранника. Тео-ре.ча Вульфа объясняет, почему наблюдаемые полости неправильной формы в природных солях [33] и металлах [34] при нагревании приобретают равновесную форму. Достаточно малые кристаллы неправильной формы при отжиге также принимают равновесную форму [35]. [c.206]