Кристаллы двумерные структуры

Кристалл обладает трансляционной симметрией в трех измерениях регулярный полимер также можно рассматривать как имеющий трансляционную симметрию в одном или иногда в двух измерениях. Другой пример двумерной структуры представляет поверхность кристалла. В этой главе будет рассмотрен общий подход ко всем этим системам. [c.218]

На рис. 73 изображена структура кристалла. Для простоты и наглядности взят пример двумерной структуры. Направления и величины различных трансляций указаны векторами 1, 2, 3,— Любой параллельный перенос структуры (простирающейся до бесконечности) в направлении векторов 1, 2,... характеризуется определенной величиной переноса. [c.53]

На рис. 31.5 показаны некоторые типичные грани кристаллических призм в проекции на двумерную прямоугольную решетку. Все эти разнообразные формы, весьма характерные для поперечных сечений ромбических кристаллов в форме призм, образованы гранями, ни один из индексов которых не превышает единицы. Обратите внимание на различные формы кристаллов в, г и ж, хотя все они построены из идентичных граней. Подобные различия в протяженности граней у реальных кристаллов могли бы навести на мысль, что эти кристаллы относятся к различным кристаллографическим классам. Однако такие изменения формы кристаллов одинаковой структуры часто бывают вызваны различными методами их выращивания. Из полностью обозначенного набора граней кристалла обычно можно установить точечную симметрию этого кристалла, определить углы решетки и отношение осей элементарной ячейки. Отношение осей, определенное из морфологических исследований, часто бывает вполне точным, особенно для некоторых хорошо образованных кристаллов природных минералов. [c.20]

Обсуждение спектров КР начинается со спектров кристаллов отдельных элементов, включающих ковалентно-связанные линейные цепочечные структуры, подобные селену, слоистые двумерные структуры типа графита или трехмерные гигантские [c.443]

В случае двумерных структур имеется возможность определить размер кристалла (Ь ) по поверхности слоя по формуле Пг [c.73]

Более детально смектические слои сами по себе, если пока отвлечься от нарушений в них, формально могут описываться одной из 80 групп двумерных структур с двумя периодичностями, с пятью типами трансляционных сеток (квадратная, ромбическая, косая параллелограммная, гексагональная, прямоугольная). Тип сетки можно учесть, введя его в символ нарушений сетки ] ху). Почти всегда жидкие кристаллы образуются из энантиоморфных молекул, а это сокращает число возможных групп до 9. [c.15]

Иа стадии графитации (при температурах 2200—2800 °С) начинается укладка кристаллитов двумерной упорядоченности в кристаллы трехмерной упорядоченности ири этом достигается максимальная плотность II электропроводность и улучшаются другие свойства конечного продукта графитации. Расстояние между слоями структуры графита составляет 3,35 А, а истинная плотность равна 2,26 г/см . [c.199]

Следствием регулярности структуры кристалла является его анизотропия, т. е. неодинаковость свойств в различных направлениях. Так, в направлениях bi, Ьз и Ьз на рис. IV. 8 различны средние расстояния между частицами различны плотности частиц для плоскостей параллельных оси с, двумерными сечениями которых являются bi, 62, 63 и др. [c.175]

Энергетически возбужденными состояниями равновесной решетки являются только 0-мерные дефекты. Дислокации и двумерные дефекты не относятся к равновесным структурам. Они определяются условиями синтеза и пластическими деформациями кристаллов. [c.271]

Структура этих кристаллов характеризуется двумерным дальним координационным порядком и ближним ориентационным порядком. Длинные оси молекул располагаются параллельно, а их центры масс лежат в параллельных плоскостях. [c.251]

Подробные исследования роста кристаллов были предприняты Р. Каишевым на примере электрокристаллизации серебра. Наблюдения показали, что некоторые осадки отличаются спиральной симметрией и при нарушениях или сдвигах в кристаллической решетке кристаллизация сопровождается спиральными движениями ступени роста (рис. 95). Подобные представления о сдвиговой дислокации в кристаллической решетке объясняют возможность спирального роста граней кристаллов, когда он может происходить непрерывно, без образования двумерных зародышей. Причиной спирального роста грани является такое нарушение структуры кристаллической решетки, при котором ступень роста имеется лишь на части грани толщина этой ступени постепенно уменьшается к середине грани. При росте такая ступень не исчезает, дойдя до конца грани, как на идеальном кристалле, а все время поворачивается, образуя на грани все новые слои. [c.396]

Все предложенные до настоящего времени теории зарождения и роста НК и пленок игнорируют реальное состояние поверхности раздела, участие во многих случаях химических реакций в процессе кристаллизации из газовой фазы, следствием которых является наличие слоя хемосорбированных молекул на поверхности раздела. При наличии хемосорбции непосредственный обмен между подложкой и средой практически отсутствует и хемосорбционный слой в известном смысле можно считать промежуточной двумерной фазой . Рост кристалла в этом случае, по-видимому, происходит в результате актов химического распада молекул хемосорбционного слоя, механизм которых совершенно не изучен. Особая трудность возникает при обсуждении возможных механизмов роста эпитаксиальных пленок сложных соединений при жидкофазном осаждении в связи с тем, что молекулярная форма нахождения большинства этих соединений в растворах и расплавах в настоящее время неизвестна. Поэтому единой достаточно удовлетворительной теории зарождения и роста НК и пленок при газофазном осаждении пока не существует. Необходимо дальнейшее накопление надежных экспериментальных данных о реальной структуре (атомной и электронной) поверхностей раздела, о явлении хемосорбции, о так называемой закомплексованности и других определяющих явлениях. Важным также в теории гетерогенного зародышеобразования пленок является установление соотношения между процессами статистического зародышеобразования на чистых подложках и на активных центрах. Имеются сведения (Л. С. Палатник и др. 1972 г.) об образовании и длительном существовании в тонких пленках термодинамически неравновесных фаз. Поэтому пределы применимости к тонкопленочным системам (приборы микроэлектроники, оптические покрытия и др.) диаграмм состояний, разработанных для систем массивных материалов, требуют подробного анализа и обсуждения. [c.485]

Процесс прокаливания кокса сопровождается отрывом отдельных групп и атомов, дальнейшим углублением поликонденсации, что приводит к укрупнению углеродных сеток. Прокаленные коксы имеют хорошо упорядоченную структуру двумерных кристаллов. Структурная перестройка, а также удаление летучих вызывает объемные изменения кокса - усадку. Чем выше содержание летучих, тем больше объемная усадка материала. Она достигает у нефтяного пиролизного кокса 13— [c.157]

Для удаления из кокса гетероэлементов требуются более жесткие условия его обработки. Так, температура обессеривания сернистых коксов находится в пределах 1400—1600 °С. Коксы с высокомолекулярной упорядоченной структурой и специального качества получают с помощью графитации при 2200—2800 °С — превращением кристаллитов двумерной упорядоченности в кристаллы трехмерной упорядоченности (графит). Поверхностную энергию и другие свойства сажи регулируют в процессе ее получения изменением температуры (1200—1500°С) и длительности прокаливания. [c.187]

Коксы с высокомолекулярной упорядоченной структурой н специального качества, получают с помощью графитации при 2200— 2800 °С — превращении кристаллитов двумерной упорядоченности в кристаллы трехмерной упорядоченности (графит). [c.195]

В процессе электрокристаллизации на микрорельеф и, следовательно, на блеск осадков будут влиять такие факторы, как структура основного металла, энергетическая неоднородность выходящих на поверхности граней кристаллов, вероятность образования трех- и двумерных зародышей, степень ингибирования примесями и т. д. Важную роль играет и форма роста электрохимических осадков. Слоистые осадки, образующиеся в присутствии ПАВ или в некоторых нестационарных режимах электролиза, обладают наибольшим блеском поверхности. [c.270]

Как это происходит, можно проследить по двумерной схеме. На рис. 2.5 показана часть квадратной решетки. Структурной единицей для такой квадратной решетки служит квадрат когда этот квадрат повторяется параллельно самому себе таким образом, что заполняет определенную плоскость, образуется модель двумерного кристалла. В данном случае показаны решетка атомов одного вида, изображенных малыми шарами в точках пересечения линий решетки, и решетка атомов другого вида, представленных более крупными шарами в центрах элементарных квадратов. Такую структуру можно описать при помощи коорди- [c.33]

Л.2.2. Плотнейшие молекулярные упаковки. С помощью геометрической модели Китайгородский [I, 43] рассмотрел соотношение между плотностью упаковки и симметрией кристалла. Он нашел, что реальные структуры всегда будут среди структур, имеющих плотнейшую упаковку. Прежде всего он установил симметрию тех двумерных слоев, которые допускают в плоскости координационное число 6 при произвольном наклоне молекул по отношению к осям элементарной ячейки слоя. В общем случае для молекул произвольной формы существует только два типа таких слоев. Один тип слоев построен на косоугольной сетке, имеющей центры инверсии другой, с прямоугольной ячейкой, построен под действием трансляции и параллельной ей винтовой оси второго порядка. Затем отбирались пространственные группы, для которых такие слои возможны. Этот подход представляет значительный интерес, поскольку он позволяет выяснить, почему несколько пространственных групп широко распространены среди кристаллов, тогда как большая часть из 230 групп почти никогда не встречается. [c.459]

Еще одним примером ковалентного кристалла, который также можно отнести к гигантским молекулам, является кварц 8102. кристалле кварца каждый атом кремния ковалентно связан с четырьмя окружающими его атомами кислорода. Каждый из этих атомов кислорода в свою очередь связан с атомами кремния, и таким образом через весь кристалл простирается непрерывный каркас связей 81—О—81. Подробное расположение атомов существует в многочисленных силикатных минералах, в которых структурные группы 8104 соединяются друг с другом, образуя одномерные цепи, двумерные слои или трехмерный каркас, В глинах, слюдах и других минералах плоские слои, состоящие из групп 8104 , ковалентно связаны с чередующимися с ними плоскими слоями гидроксида алюминия А12(0Н)(5, образуя структуры, подобные слоеному пирогу. Кристалл полевого шпата содержит трехмерный каркас чередующихся групп оксида алюминия и оксида кремния, ковалентно связанных в одну гигантскую молекулу (см. гл. 21). [c.179]

Во введении к первому изданию книги (1945 г.) мною было высказано убеждение в том, что структурная сторона неорганической химии до тех пор не будет иметь под собой твердой почвы, пока сведения, получаемые при исследовании твердых тел, не будут включаться в химию как ее неотъемлемая составная часть. Другими словами, далеко не достаточно просто добавлять сведения о строении твердых тел к описанию свойств элементов и их соединений, как это обычно делают при систематическом изложении неорганической химии. Поскольку результаты структурных исследований первоначально описываются на языке кристаллографии, очень важно сделать их доступными для широкого круга химиков. Именно эту задачу автор ставил перед собой в первую очередь, и он надеется, что настоящее издание книги даст возможность преподавателям химии познакомиться с рядом идей и с фактическим материалом, которые могут быть использованы в процессе обучения. Однако несмотря на то, что введение даже ограниченной по объему информации о строении твердых тел в курсы химии является весьма желательным, настоящего понимания структур кристаллов и взаимосвязи между различными структурами нельзя достичь без освоения некоторых важных геометрических и топологических представлений и концепций. Сюда относятся сведения о многогранниках, свойствах и симметрии периодических узоров, способах упаковки шаров одинакового или различного размера. В связи с тем что для многих студентов составляет определенную трудность представить трехмерные структуры по их двумерным изображениям (и даже по стереоскопическим фотографиям), существенной частью обучения должно стать изучение (а еще лучше изготовление) моделей. [c.8]

СОСТОЯНИЯ можно установить, если поверхностное натяжение (межмолекулярные силы в противоположность кинетическим силам) данной фазы достаточно высоко, чтобы определять постоянный объем этой фазы (кристаллической плп жидкой). Кристаллы существуют, когда температура достаточно низка, а давление достаточно велико, чтобы повторяющаяся элементарная ячейка представляла нанболее вероятное расположение молекул. При более высоких температурах п (плп) более пизких давлениях энтропийные эффекты приводят к фазам, пе обладающим достаточно упорядоченной структурой (к текучим фазам). (Следует, однако, помнить, что существуют жидкие кристаллы, в которых все же обнаруживаются одно- или двумерные структуры.) Уместно напомнить, что поверхностное натяжение можпо измерить только тогда, когда имеется поверхность, т. е. п в данном случае ясно, что газы и жидкости различимы лишь при совместном присутствин. [c.134]

Если Ур лежит ниже некоторого критического значения, трехмерная периодичность отсутствует. Слои могут свободно скользить один по другому, оставаясь локально упорядоченными двумерными структурами. Эту возможность анализировали Сарма и др. [19]. Модель показана на фиг. 7.4, а. Одно из следствий этой модели состоит в том, что статический модуль сдвига С44 становится равным нулю. Кроме того, рассеяние рентгеновских лучей вблизи от номинального брэгговского пика г структуры будет аномальным, поскольку двумерный кристалл обладает аномальными флуктуациями. Для большей части значений т 6-образный пик отсутствует. Он заменяется более слабой сингулярностью типа I д — t 1" , где х (Т) — показатель, зависяш,ий от температуры. [c.338]

Статистический расчет структуры поверхности. 1. Поверхностное плавление, шероховатость и модель Изинга. Вслед за Ли и Янгом [30] Бартон и Кабрера [40] (см. также статью Бартона и др. [41]) обнаружили, что найденное Онсагером решение для модели ферромагнетизма по Изингу приложимо при анализе фазовых превращений двумерных молекулярных структур. Бартон и Кабрера предполагали рассчитать, как с ростом температуры увеличивается шероховатость поверхности кристалла, которая вначале была плотноупакованной. Они рассматривали грань (100) кристалла с простой кубической решеткой, считая ее идеально гладкой (т. е. не содержащей вакансий) при температуре Г = 0. Потенциальная энергия взаимодействия между двумя ближайшими атомами считалась равной ф, т. е. по ф/2 на атом. Если же тот или иной поверхностный атом расположен выше соседнего на один или несколько периодов решетки, то одна связь с ближайшим соседним атомом считается порванной, так что подобная конфигурация обладает избыточной энергией ф/2 на атом. Мера шероховатости поверхности Sr определяется следующим образом Sr = U—Uq) Uo, где С/о(=ф/2) и и — удельные потенциальные энергии соответственно идеально гладкой грани и реальной поверхности. Ясно, что Sr — О для гладкой грани и Sr > О в реальном случае. Эта двумерная структура с двумя уровнями точно соответствует модели Изинга, и, следовательно, ей свойственно свое фазовое превращение ( поверхностное плавление ) при температуре Тс- Из [c.378]

Пространственная группа симметрии этих кристаллов — Р4,, асимметричная единица — одна молекула цит0Ч50ма с. В элементарной ячейке содержатся четыре молекулы, связанные между собой винтовой осью четвертого порядка. При проецировании структуры в направлении, перпендикулярном оси с, все четыре молекулы оказываются в плоскости а—Ь, где оии связаны друг с другом уже поворотной осью четвертого порядка. Благодаря наличию этой оси в двумерной структуре имеется также и центр симметрии. [c.388]

В реальном веществе существуют одновременио электрон-фононное, электрон-экситонное, спиновое взаимодействие. При этом, как отмечает В.Л. Гинзбург, вклад того или иного механизма в суммарное взаимодействие в значительной степени определяется внутренним полем в кристаллах, которое кроме эффектов взаимодействия электронов в двумерных структурах (Р) также может быть связано с сегнетоэлект-рическим переходом. В этом случае необходимо учитывать эффективное внутреннее поле (Е ), которое в простейшем виде может быть представлено как [c.132]

Системы с пониженной размерностью. Обычные теории межмолекулярного вклада в протонную магнитную релаксацию, предложенные для трехмерных систем, не применимы для систем с пониженной размерностью, например для одномерных (Ш) или двумерных (2D) систем. Вместе с тем при исследовании структуры воды в гидрофильных объектах системы такого типа встречаются довольно часто например, вода, адсорбированная на плоской подложке, вода между плоскими пластинками слоистых силикатов или вода в плоских бислоях лиотропных жидких кристаллов — все это характерные примеры 2D-систем. Обзор теорий магнитной релаксации для систем с пониженной размерностью дан в работе [607]. Интересной особенностью неограниченных систем с пониженной размерностью является то, что для них функция спектральной плотности при малых частотах расходится и I (со- 0)->оо. Для ограниченных систем (когда величина d на рис. 14.1 конечна) расходимости при малых частотах нет, но для таких систем на кривой зависимости T i(t ) наблюдаются два минимума, соответствующие условиям (uqT 1 и (ooTiat l, где -Tiat ii /(4D, ). Детальное обсуждение экспериментальных результатов по ЯМР релаксации в ограниченных двумерных системах приведено в работе [608]. [c.237]

Наиболее отвечающая современным представлениям модель атомно-молекулярной структуры карбоиизованных веществ, к которым относятся и нефтяные коксы, предложена в работах [73, 74]. По этой модели карбонизоваггные вещества состоят из конденсированных ароматических колец, упорядоченных в двумерной плоскости и связанных в пространственный полимер боковыми углеводородными цепочками (неупорядоченная часть). Коксы отличаются друг от друга соотношением упорядоченной части углерода к неупорядоченной, количеством и прочностью связей в боковых цепочках, что в конечном счете обусловливает их химическую активность при высокотемпературном нагреве и графитации. Двумерные плоскости, уложенные в пачки параллельных слоев, образуют макрочастицы (кристаллиты) определенной структуры. Таким образом, кристаллит представляет собой структурную единицу, состоящую из 2—5 ароматических сеток с боковыми функциональными группами. [c.196]

Скорость роста идеально гладкой грани пропорциональна частоте появления на ней двумерных зародышей. Этот этап является весьма чувствительным к пересыщению, и вероятность образования нового слоя при пересыщениях ниже 25—50% совсем ничтожна. Дальнейшее разрастание слоя происходит быстро и от пересыщения не зависит. Однако в реальных кристаллах рост кристалличеекой поверхности становится непрерывным и осуществляется при ма/гых пересыщениях порядка 1 % и ниже. Это противоречие между теорией и практикой объясняет так называемая дислокационная теория. В настоящее время эти представления о механизме и кинетике роста кристаллов из пара являются общепринятыми. Согласно дислокационной теории винтовые дислокации, всегда присутствующие в реальном кристалле и выходящие на растущую поверхность, обеспечивают наличие готовых ступенек. Частицы, адсорбировапные поверхностью, свободно по ней перемещаются и, наконец, присоединяются к имеющемуся дислокационному выступу — ступеньке. В процессе кристаллизации ступеньки не зарастают, а сохраняются в новых слоях. Поэтому вся кинетика роста определяется движением ступенек и нет необходимости в появлении новых двумерных зародышей. При таком механизме роста полностью заполненных плоскостей нет, присоединение частиц происходит по спирали. -Для образцов с достаточно ( свершенной структурой плотность дислокаций, выходящих на поверхность, достигает 10 Поэтому рост такой поверхности происходит во многих точках одновременно и микрорельеф ее оказывается не гладким, а шероховатым. [c.60]

Частным случаем пироэлектриков являются сегнетоэлектрики (от названия кристаллов сегнетовой соли МаКС4Н40в НгО у которой это явление впервые было обнаружено). В нпх также самопроизвольно возникает поляризация, но лишь в некотором интервале температур. Чтобы описать наиболее существенные особенности явления сегнетоэлектричества, введем [19] модель гипотетического двумерного сегнетоэлектрического кристалла с химической формулой АВ (рис. 118, а). Ионы А, заряд которых мы предполагаем отрицательным, расположены в узлах простой квадратной решетки. Ионы В, имеющие положительный заряд, расположены на горизонтальных линиях, соединяющих ионы А. Предположим теперь, что при данной температуре Т все ионы В расположены ближе к ионам А, находящимся слева. Мы можем рассматривать каждую группу АВ как диполь. При этом структура может быть схематически представлена ансамблем диполей, направленных в одну сторону (упорядоченное состояние), как показано в верхней части рис. 118, б. В этом случае говорят, что кристалл спонтанно поляризован. [c.275]

ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, переход в-ва из ионизиров. состояния в р-ре или расплаве в кристаллическое в результате электрохим. р-ции. Лежит в основе всех процессов электроосаждения металлов, а также формирования слоев оксидов и труднорастворимых соед. на аиоде (напр., при образовании электролитич. защитно-декоративных покрытий, в произ-ве хпм. источников тока). Отличается от обычной кристаллизации из пара или р-ра тем, что построе-ншо кристаллич. структуры предшествует перенос заряда с электрода на ион или оба этн акта протекают одновременно. Возникновение зародышей новой фазы при Э. требует определ. пересыщения, к-рое определяется перенапряжением на электроде. Чем выше перенапряжение, тем большее число зародышей возникает в единицу времени на данной площади. Зародыши разрастаются в результате послойного роста граней. Процесс может идти с образованием двумерных зародышей илн по закону слоисто-спирального роста на винтовых дислокациях (см. Рост кристаллов). В результате линейного роста кристаллов происходит их слияние с образованием сплошного слоя электролитич. покрытия. [c.698]

Подобные полимерные вещества, образованные двумя или большим числом повторяющихся структурных единиц — атомов или групп атомов,— чрезвычайно разнообразны по своей природе. Отдельные структурные единицы, называемые мономерами, могут связываться друг с другом в линейные цепочки либо образовывать двумерную (слоистую) или даже трехмерную структуру. Линейные полимерные анионы образуются простыми анионами, например сульфид-ионом. В пирите железа ГеЗг атомы серы соединены попарно, образуя полимерный анион 82". Эту частицу называют димерным полимером (или просто димером), поскольку она состоит всего из двух структурных единиц. В кристалле ВаЗз обнаруживается тример—трисульфидный ион 83 , а в (КН4)285—пентасульфидный анион, называемый пентамером. [c.375]

Пачечно-бахромчатая (мицеллярно-бахромчатая или кристаллитная) модель строения углерода была постулирована в начале 50-х годов независимо друг от друга Франклин и Касаточкиным. Она получила значительное развитие во многих работах. В рамках данной теории интерпретировались практически все результаты исследований была предложена методика экспериментального определения доли ароматического углерода , было разработано множество моделей беспорядка или частичной аморфности полимерного углерода . Считали, что аморфность обусловлена, главным образом, беспорядочными трансляциями, поворотами и изгибами слоев , нетождествеиностью валентных связей отдельных атомов (хиноидная структура Полинга ) или состояний разных поверхностей одной и той же или разных двумерных ароматических молекул , а также двухфазностью системы. Предполагалось", что аморфный углерод характеризуется всевозможными степенями гибридизации внешних электронов. Хотя и акцентировалось внимание на более или менее регулярной упаковке ароматических слоев в пачке (кристаллите), но тем не менее наряду с атомными слоями допускалось существование и цепочечных фрагментов, упакованных нерегулярным образом. Казалось, что не существует другой возможности для интерпретации многочисленных фактов, особенно данных рентгеновской дифракции. [c.20]

Плотность упаковок. Из принципа плотнейшей упаковки следует, что реальная структура молекулярного кристалла, по всей видимости, будет характеризоваться наиболее плотной упаковкой из числа возможньтх [57]. Проверка этого предположения в рамках геометрической модели для двумерного случая была сделана П. М. Зорким и М. А. Порай-Кошицем [49]. Для нескольких моделей молекул им удалось вывести все возможные упаковки. Оказалось, что среди них имеется небольшое число упаковок, выделяющихся по плотности. Реально существующие структуры оказались среди плотнейших. Считается [57], что реальная упаковка является плотнейшей с точностью, близкой к 0.01 в значении коэффициента упаковки к (частное от деления вычисленного объема молекулы на ее объем по данным рентгеновского эксперимента). Коэффициенты упаковки для подавляющего большинства молекулярных кристаллов лежат в пределах от 0.65 до 0.77, то есть близки к коэффициенту плотной упаковки шаров (0.74). [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология