Кристаллиты идеальные структура

Природа отклонений от стехиометрии в бинарных соединениях переменного состава состоит в том, что при любых температурах, отличных от абсолютного нуля, в реальном кристалле существуют дефекты структуры, С повышением температуры концентрация этих дефектов возрастает в силу увеличения энтропии системы (рост степени беспорядка). Наиболее упорядоченной структурой должен обладать идеальный кристалл, в котором каждый атом занимает предназначенный ему узел в подрешетке. При этом все узлы заняты, а все междоузлия свободны. Такая структура обладает полным порядком (энтропия равна нулю) и может быть реализована только при абсолютном нуле. При повышении температуры нарушения идеальной структуры возможны за счет возникновения незанятых узлов в кристаллической решетке, появления атомов в междоузлиях или существования в узлах решетки чужеродных атомов. Эти типы дефектов в кристалле являются простейшими. В реальных случаях возможно появление комбинаций этих дефектов. Возникновение таких дефектов в реальных кристаллах приводит к образованию ограниченных твердых растворов и появлению области гомогенности. Основные тины дефектов представлены на рис. 12. Рис. 12, а представляет схему идеальной кристаллической структуры бинарного соединения АВ. Рис. 12, б, б отражает существование незанятых узлов в подрешетках компонентов А и В. Такие незанятые узлы называются вакансиями или дефектами Шоттки. Это соответст- [c.57]

С особенностями жидкого состояния (большая плотность, сильные молекулярные взаимодействия и одновременно отсутствие правильной структуры) связаны трудности построения статистической теории жидкостей. Для газов и кристаллов имеются простые модели, соответствующие предельным случаям идеального газа и идеального кристалла. Идеальный газ, или совокупность практически невзаимодействующих частиц, соответствует бесконечно малой плотности системы и полной неупорядоченности в распределении частиц. Идеальный кристалл — система с большой плотностью и полностью упорядоченной периодической структурой. Обе модели сравнительно легко описываются статистически. Теория реальных газов и реальных кристаллов состоит в разработке методов, позволяющих оценить отклонения свойств реальных систем от свойств идеальных моделей, исходя из конкретных особенностей межмолекулярных взаимодействий в системе. Для жидкости, в силу отмеченных выше особенностей, не существует общей сравнительно простой и в то же время достаточно оправданной модели, на основе которой можно было бы строить теорию. Свойства жидкостей в значительной степени более индивидуальны, чем свойства газов и твердых тел. [c.356]

Твердые вещества в данных условиях тоже могут находиться в состояниях, обладающих различной термодинамической устойчивостью, например, в различных кристаллических формах. В свою очередь для любой из этих форм более устойчивым является состояние, соответствующее идеально правильному кристаллу. Дефекты структуры, вызванные условиями образования кристалла или последующей деформацией под действием внешних механических сил, в какой-то степени уменьшают его устойчивость, так как образование этих деформаций связано с затратой энергии и сопровождается возрастанием энтропии. Точно так же кристаллическое тело в измельченном состоянии, т. е. обладающее большей поверхностью, менее устойчиво. Во всех подобных случаях уменьшение устойчивости сопровождается возрастанием изобарного потенциала. В таких состояниях вещество обладает большей химической активностью и меньшей химической стойкостью, большей способностью к фазовым переходам (большим давлением насыщенного пара, большей растворимостью и т. д..) Выделение вещества в более активных формах и состояниях может происходить самопроизвольно только из состояний с еще большим изобарным потенциалом (еще более активных в данных условиях). Обычно такими состояниями служат сильно пересыщенный раствор или переохлажденная жидкость. Кроме того, такое вещество может получаться при химической реакции, происходящей в условиях, достаточно далеких от равновесных. [c.227]

Кроме точечных дефектов несовершенство кристалла в значительной степени определяется смещениями и перестановками элементов решетки (линейными дефектами), поворотом слоев в кристалле (плоскостные дефекты), образованием пор, пустот и включений (объемные, трехмерные дефекты). Наиболее заметные отклонения от идеальной структуры наблюдаются на поверх- [c.431]

Наименьшую энтропию имеют идеально правильно построенные кристаллы при абсолютном нуле. Энтропия кристалла, в структуре которого имеются ка-кие-либо неправильности, уже при абсолютном нуле несколько больше, так как нарушения идеальности могут реализоваться не единственным способом. С повышением температуры энтропия всегда возрастает, так как возрастает интенсивность движения частиц, а следовательно, растет число способов их расположения. Возрастает она также при превращении вещества из кристаллического состояния в жидкое и, в особенности, при переходе из жидкого состояния в газообразное. Изменяется энтропия и при протекании химических процессов. Эти изменения обычно особенно велики в случае реакций, приводящих к изменению числа молекул газов увеличение числа газовых молекул приводит к возрастанию энтропии, уменьшение — к ее понижению. [c.181]

Реальные кристаллы содержат различные несовершенства структуры - дефекты, которые во многом определяют их физические, а иногда и химические свойства. Эти несовершенства структуры в дифракционной картине проявляются как эффекты второго порядка, поэтому при рентгеноструктурном исследовании в первую очередь определяется усредненная, идеальная структура и с большим трудом отклонения от этой идеальной структуры. [c.228]

НИИ на свойства твердых тел. Тепловые дефекты возникают как следствие тепловых колебаний частиц в узлах пространственной решетки кристалла. Обычно тепловые колебания частиц не приводят к нарушениям идеальной структуры кристалла. Исключения возникают, если та или иная частица или группа частиц приобретают повышенный запас кинетической энергии и покидают узлы кристаллической решетки. В зависимости от геометрии возникающих при этом дефектов их можно разделить на три группы точечные, линейные и поверхностные. [c.88]

Рассмотрим, какие искажения вносят тепловые и примесные дефекты в структуру кристаллов, а также влияние подобных искажений на свойства твердых тел. Тепловые дефекты возникают как следствие тепловых колебаний частиц в узлах пространственной решетки кристалла. Обычно тепловые колебания частиц не приводят к нарушениям идеальной структуры кристалла. Исключения возникают, если та или иная частица или группа частиц приобретают повышенный запас кинетической энергии и покидают узлы кристаллической решетки. В зависимости от геометрии возникающих при этом дефектов их можно разделить на три группы точечные, линейные и поверхностные. [c.79]

Теоретическая плотность природного фафита по данным рентгеновского анализа составляет 2,2-2,5 г/см. Искусственные фафиты из-за дефектов и пористости имеют более низкую плотность. Структура фафита определяет сильную анизотропию физико-химических свойств вдоль параллельных направлений к поверхности кристаллов. Реальные структуры фафитов отличаются от идеальных наличием в них дефектов различных типов. При нарушении порядка чередования сеток возникают дефекты упаковки слоев. При большом количестве дефектов возникает так называемая турбостратная структура. Атомы углерода в сетках при этом не занимают идеальных положений, а смешены относительно плоскости сетки. [c.8]

Установлено, что фактическое участие в каталитическом процессе принимают только или преимущественно особые активные микроструктуры — активные центры, составляющие небольшую часть общей поверхности катализатора. Ими могут быть ионы аномальной валентности атомы, расположенные на ребрах или вершинах граней кристалла дефекты, искажающие идеальную структуру кристалла другие места адсорбции и т. д. [c.765]

Поверхность алмаза, как и любого другого твердого вещества, можно рассматривать как один из основных дефектов трехмерной структуры кристалла. Обрыв структуры остова алмаза, приводящий к изменению координационной сферы поверхностных атомов углерода, а также высокая энтальпия образования идеальной поверхности способствуют самопроизвольному протеканию процессов, снижающих энергию системы. Одним из таких процессов может быть образование поверхностных функциональных групп. [c.12]

Конечно, строгая периодичность расположения атомов (ионов, молекул) в кристаллической решетке возможна только в идеальном случае. Условия роста кристаллов, флуктуации теплового движения, смещающие атом из положения равновесия, механические воздействия на вещество, обязательное наличие примесей и т. п. обусловливают наличие большего или меньшего числа нарушений идеальной структуры. [c.155]

Эти величины, соизмеримые с энергиями образования дислокаций, вполне объясняют локализацию реакций разложения на поверхности кристаллов и протекание реакции разложения с большими скоростями, чем если бы разложению подвергалась начальная идеальная структура кристалла. [c.16]

Пытаясь объяснить искажения кубической структуры у оксидов АВОз, их вначале рассматривали как чисто ионные кристаллы. Из геометрии структуры следует, что для идеальной структуры справедливо следующее соотношение между радиусами ионов А, В и 0 [c.302]

Однако мозаичное строение кристаллов является не единственным способом нарушения идеальной структуры. [c.255]

Дислокации и прочность материалов. Предыдущая глава была посвящена рассмотрению вопроса о зависимости физико-химических свойств кристаллов от их идеальной структуры. Однако многие свойства кристалла зависят не столько от его идеальной структуры, сколько от тех дефектов, которые всегда присутствуют в реальных кристаллах. Рассмотрим кратко зту зависимость. [c.262]

На основе геометрического анализа структур кристаллов Е. С. Федоров пришел к выводу, что все царство кристаллов разделяется на два геометрических типа кубический и гексагональный. Это положение известно под названием закона кристаллографических пределов кристаллы идеальны или близки к ним. Закон кристаллографических пределов позволяет ввести плотнейшие укладки шаров для характеристики распределения анионов и катионов в кристаллическом пространстве. [c.20]

Более того, в ионных кристаллах, где положительно и отрицательно заряженные ионы также можно уподобить шарам, ионы большого размера (главным образом анионы) образуют остов структурного типа А1 и АЗ, а в пустотах размещаются соответствующие противоионы. Примеры такого рода весьма многочисленны (табл. 4.15). В соответствии с валентностью положительно и отрицательно заряженных ионов тетраэдрические и октаэдрические пустоты полностью или частично оказываются занятыми ионами противоположного знака. В зависимости от относительных размеров ионов реальные решетки отличаются от идеальных структур А1 и АЗ тем, что они в большей или меньшей степени не такие плотные, однако в целом сохраняют их основные черты. Таким образом, основой для понимания структуры твердого тела являются плотнейшие упаковки и взаимное расположение пустот. [c.117]

Структура перовскита имеет две неэквивалентные подре-щетки. Идеальная структура для этих соединений кубическая, но в реальных кристаллах происходит частичное смещение ионов, и симметрия становится ромбической или ромбоэдрической [50, с. 17]. [c.59]

Пассивационные и концентрационные эффекты играют важную роль в процессах роста кристаллов, однако они не исчерпывают всех причин, вызывающих отклснение реальной картины кристаллизации от идеализированной модели Фольмера. Отклонения от модели Фольмера объясняются и нарушениями идеальной структуры кристалла, т. е. дефектами кристаллической решетки, и в первую очередь появлением участков с расположением структурных элементов, отличным от их расположения в идеальной решетке данного кристаллического тела, так называемых дислокаций. [c.338]

Зонная теория твердых тел основана на модели идеального бесконечного кристалла, в которой не учитьтаются поверхность образца и различные дефекты. Она дает возможность обобщенного объяснения многих экспериментально наблюдаемых свойстгв твердого тела в тех случаях, когда отклонения от идеальной структуры малосущественны и определяющую роль И1 рает так называемый дальний порядок. [c.524]

ГЧ УЛьпые кристаллы. Кристаллы, состоящие из соверщенно оди-нaк JBыx элементарных ячеек, называются идеальными. Образующиеся в реальных условиях кристаллы могут несколько отличаться от кристаллов идеальных. Реальные кристаллы построены из некоторого числа блоков правильного кристаллического строения, расположенных приблизительно параллельно друг другу, ио все же несколько дезориентированных. Это явление называется мозаичностью структуры кристаллов, которая ведет к возникновению дислокаций, т. е. линейных, а также поверхностных и объемных дефектов структуры, образующихся 1з процессе роста кристаллов или же при пластической деформации. Помимо дислокаций в реальных кристаллах образуются также участки неупорядоченности, локализованные обычно около отдельных узлов решетки, — так называемые плоские дефекты. [c.72]

Идеальный кристалл рассматривается как тело, построенное из атомов, расположенных строго по законам симметрии кристаллической решетки. В реальных веществах существует непрерывный переход от идеально правильного в геометрическом и физическом смысле кристалла к телам с полностью неупорядоченным расположением атомов — аморфным или стеклообразным. Идеальный кристалл, как и аморфное тело с полностью неупорядоченной структурой, является крайним членом этого ряда. Практически всегда имеют дело с промежуточными членами его. Часть реальных кристаллов примыкает к почти идеальным, степень неупорядоченности которых незначительна. Реальные аморфные тела в свою очередь сохраняют некоторую степень упорядоченности. Отклонения в строении реального кристалла от идеализированного с геометрически правильным расположением атомов называются дефектами кристаллической решетки. Дефекты оказывают большое влияние на свойства реальных кристаллов, а во многих случаях обусловливают проявление особых свойств, которые не присупхи кристаллам со структурой, близкой к бездефектной. [c.166]

В разупорядоченных кристаллах проводящие катионы не локализованы в определенных местах решетки, а непрерывно кочуют по вакантным пустотам. Катионная подрешетка таких кристаллов разрушена и находится в квазижидком состоянии. При этом понятия вакансии и межузлия нивелируются, число вакансий близко или даже превышает число самих ионов. Поэтому к разупорядоченным кристаллам неприменима теория Френкеля — Шоттки, в основе которой лежит предположение о незначительных нарушениях идеальной структуры кристалла. [c.99]

Нарушения идеальной структуры даже в самых мелких кристалликах возникают, главным образом, в результате тепловых колебаний, которые совершают частицы, находящиеся в узлах решетки. При таких колебаниях они смещаются из положений равновесия довольно значительно, особенно при высоких температурах. В некоторых случаях колебания столь велики, что частицы выходят из узлов решетки в междуузлия — так называемые дефекты Френкеля (рис. XIII.За). В других случаях частицы вовсе покидают кристалл (например, испаряются или выходят на поверхность), тогда в решетке остаются пустоты или вакансии, которые называются дефектами Шоттки (рис. XIII.36). И те и другие дефекты участвуют в тепловом движении и поэтому перемещаются внутри кристалла. Естественно, что присутствие дефектов облегчает диффузию примесей в кристаллах. Атомы примесей совершают скачки из одного узла решетки в другой. Такие скачки облегчаются, если возникают промежуточные незанятые узлы или между-узельные вакансии. [c.166]

Таким образом, молекулы СиС1 в паровой фазе и твердый хлорид меди — это вещества, разные по структуре, а следовательно, и по свойствам. Количественный состав твердого хлорида меди такой же, как и молекул на атом меди приходится атом хлора. Для хлорида меди в парах формула СиС является истинной, а для твердого состояния — только простейшей. Истинная формула кристаллического хлорида меди может быть написана, как для полимерного вещества (СиС1)д. На рис. 6, а представлена идеальная структура стехиометрического соединения АВ, когда все атомы размещены по узлам решетки. На рис. 6, б один атом А находится в междоузлии, а узел (откуда ушел атом А) остается незанятым. Рис. 6 отражает различное кристаллохимическое строение стехиометрического соединения одного и того же состава. Как показывают опыт и теория, реальные кристаллы предпочтительнее образуют дефектную структуру (рис, 6, 6), Концентрация же дефектов (в данном примере атом А в междоузлии и вакансия в узле) находится в зависимости от способа получения и предыдуп ей обработки вещества. [c.20]

Природа отклонений от стехиометрии в соединениях переменного состава состоит в том, что при любых температурах, отличных от абсолютного нуля, в реапьном кристалле существуют дефекты структуры. С повышением температуры концентрация этих дефектов возрастает в силу увеличения энтропии системы. Наиболее упорядоченной структурой должен обладать идеальный кристалл, в котором каждый атом занимает предназначенный ему узел в кристаллической решетке. При этом все узлы заняты, а все междоузлия свободны. Такая структура обладает полным порядком (энтропия равна нулю) и может быть реализована только при абсолютном нуле. При повышении температуры нарздпения идеальной структуры возможны за счет возник- 0 0 0 0 0 0 0 0 0 [c.263]

Все эти характерные нарушения идеальной структуры кристаллов являются, конечно, следствием нарушений, первоначально возникаюнщх в атомной структуре кристаллов, к описанию которых мы и переходил в следующих параграфах. [c.255]

Существует также много случаев, когда симметрия оказывается более высокой, чем можно было бы ожидать. Многие кристаллы, содержащие комплексные ионы, прн комнатной пли более высокой температуре имеют структуры, в которых симметрия комплексного иона выше известной или ожидаемой (наиример, сферическая симметрия 0Н или Ог ). В таких случаях более высокая симметрия является результатом произвольной ориентации или свободного вращения несферической группы. Л1ы уже отмечали, что в твердых растворах атомы более чем одного сорта случайным образом занимают системы эквивалентных позиций случайное расположение вакансий в де-( )ектиой структуре может также приводить к сохранению спм-мегрпи идеальной структуры. [c.69]

На начальной стадии обработки расстояние между графитовыми слоями превышает 0,335 нм (расстояние для идеальной структуры), но но мере графитизации постепенно приближается к этому значению. Тем не менее следует помнить, что даже в совершенном кристалле между плоскостями графита могут внедряться в результате диффузии посторонние атомы (inter alation). Если образцы графитнрованы не полностью, этот процесс, но-видимому, протекает легче. Увеличенное межплос-костное расстояние в образцах нендеальной структуры снижает их плотность по сравнению с плотностью графита идеального строения. [c.94]

Механизм диффузионных процессов в твердых телах можно понять, если использовать наши сведения о кристаллической структуре твердых тел. В равновесии атомы твердого тела совершают тепловые колебания около узлов кристаллической решетки. В идеальной структуре твердого тела все узлы решетки совершенно равнозначны и процесс диффузии происходить не может. Однако в реальном кристалле нри заданной температуре сзш],ествует некоторое число термических дефектов — нарушений кристаллической решетки. Впервые гипотеза о термических дефектах, согласно которой в результате тепловых флуктуаций некоторые ионы могут покидать свои нормальные места в решетке и Ьереходить в положения между другими узлами (межузлия), была предложена Френкелем [13]. Впоследствии Шоттки [14] предположил также, что в ионных кристаллах равное число катионов и анионов может уходить со своих нормальных мест в решетке, создавая катионные и анионные вакансии. Примером систем с преобладанием дефектов по Френкелю могут служить некоторые галОгениды серебра (АдС1, AgBr). В "кристаллах галогенидов щелочных металлов термические дефекты принадлежат к типу дефектов по Шоттки [15]. [c.43]

Наличие дефектов в отдельных кристаллах и зернах существенно влияет на сопротивляемость металлов и сплавов микроударному разрушению. Изучение этого вопроса представляет большой практический интерес. В настоящее время нет даже приближенной теории, связывающей механические характеристики металлов с количеством, формой и характером распределения в них микро-и макроскопических дефектов. Реальные металлы весьма несовершенны. Отклонением от идеальной структуры прежде всего являются границы зерен, микротрещинки, возникшие в процессе кристаллизации слитка или деформировании металла, макроскопические несплошности типа пор и другие дефекты, которые чаще всего являются следствием предыстории образца. Наличие большого количества микро- и макроскопических дефектов заметно проявляется в различных структурно-чувствительных свойствах, особенно при деформации и разрущении металла в микрообъемах. [c.82]

Используя структурные данные, можно обсудить любую симметрию молекулы и значение любого наблюдаемого отклонения от идеальных структур. С помощью температурных параметров в некоторых случаях можно разложить движение в кристаллах на составляющие — колебания решетки плюс вращение жесткого твердого тела и, возможно, внутримолекулярные колебания. Эксиеримеитальная техника получеиия даипых по дифракции усовершенствована настолько, что исследования колебательного движения в кристаллах становятся все более и более доступными. [c.34]

Де-фекты в крхтсталличе скнх решетках изменяют св-ой-ства -металлов. Ученые доказали, что активность катализаторов тесно связана с природой дефектов в кристаллах. Чем сильнее нарушена идеальная структура твердого тела, тем выше его каталитическая способность. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология