Ионные кристаллы, строение

По строению вещества Молекула, молекулярная или атомная решетка Ионный кристалл (ионная кристаллическая решетка) Кристалл металла (металлическая решетка) [c.57]

Химическая связь - это вид межатомных взаимодействий в молекулах, ионах, кристаллах, характеризуемый определенной энергией, обусловливающих существование двух- и многоатомных соединений. К основным характеристикам химической связи, дающим информацию о геометрическом строении (структуре) молекулы и ее прочности, относятся длина связи, валентный угол и энергия связи. [c.61]

Исследованиями ученых многих стран установлено, что к соединениям переменного состава относятся не только оксиды, но н субоксиды, халькогениды, силициды, бориды, фосфиды, нитриды, многие другие еорганические вещества, а также органические высокомолекулярные соединения. Во всех случаях, когда сложное вещество имеет молекулярную структуру, оно представляет собой соединение постоянного состава с целочисленными стехиометриче-скими индексами. Некоторые ионные кристаллы и даже атомные кристаллы и металлы могут также подчиняться законам стехиометрии. Но в случае немолекулярных кристаллов, как отмечает Б. Ф. Ормонт, уже не молекула, а фаза т. е. коллектив из Л/о (числа Авогадро) атомов, определяет свойства кристаллической решетки . Он предлагает для подобных веществ расширить формулировку закона постоянства состава Если... в твердом агрегатном состоянии соединение не имеет молекулярной структуры, то в зависимости от строения атомов и вытекающего отсюда строения фазы и характера химической связи в ней состав соединения и его свойства могут сильно зависеть от путей синтеза. Даже при одном и том же составе свойства могут сильно зависеть от условий образования . Б. Ф. Ормонт подчеркнул необходимость исследования зависимости условия образования—состав — строение — свойства,— направленного. на установление связи между условиями образования, химическим и фазовым составом системы, химическим составом и строением отдельных фаз и их свойствами. Нетрудно заметить, что добавление к обычной формуле, закона постоянства состава слов состав срединения зависит от условий его образования ,— лишает закон постоянства состава его смысла. В то же время указание на важность изучения в связи с проблемой стехиометрии не только состава, но и строения твердых веществ представляется очень существенным. [c.165]

Учение о химической связи должно ответить на вопросы почему атомы объединяются в молекулы, кристаллы Почему химические соединения имеют тот или иной состав, то или иное строение Почему, например, атомы водорода объединяются в двухатомные молекулы, атомы углерода образуют кристалл алмаза, а атомы натрия и хлора — ионный кристалл хлорида натрия [c.41]

Ионные решетки характерны для большинства неорганических соединений (соли, оксиды и другие классы соединений). Многие минералы также имеют ионное строение. Так, кристаллы, имеющие ионную решетку, как правило, хорошо растворимы в воде, а растворы их обладают высокой электрической проводимостью. В твердом виде ионные кристаллы не проводят электрический ток, так как в них электроны прочно удерживаются в атомных орбиталях отдельных ионов. В расплавленном состоянии кристаллические вещества проводят электрический ток, причем проводимость осуществляется замечет переноса ионов. Электрическая проводимость расплавов является характерным свойством любых ионных структур. [c.32]

Чрезвычайно интересным и перспективным оказалось то, что, несмотря на кратковременность сжатия (10 ...10 с), во многих веществах могут протекать различные процессы полиморфные превращения, химические реакции, изменение дефектности структуры и др. Эти превращения в зависимости от условий опыта и строения вещества могут быть как обратимыми, так и необратимыми. Возникновение ударной волны в среде обусловлено тем, что при больших давлениях скорость звука растет с увеличением сжатия. В результате звуковая волна становится все более крутой, пока не возникнет разрывность состояния вещества перед волной и за ней. Область, где имеет место такая разрывность, называется фронтом ударной волны, который представляет собой узкий слой [для ионных кристаллов и металлов, например, ширина фронта равна около (2...3) X Х10 нм], в котором скачком меняются давление, тем- [c.212]

Состояние химических систем (как и любых других систем) может изменяться. Такие изменения называются процессами. Понятие процесса является одним из наиболее фундаментальных понятий для физической химии. Следует подчеркнуть, что строение и свойства химических систем проявляются именно в изменениях состояний систем. С химической точки зрения особый интерес представляют такие процессы, в которых происходит глубокая перестройка электронных состояний, сопровождаемая перегруппировкой ядер, так что из одних устойчивых одно- или многоатомных частиц образуются другие. В многокомпонентной макроскопической системе эти процессы приводят к химическому превраш,ению, в результате которого некоторые химические соединения — исходные веш,ества, или реагенты, превращаются в другие химические соединения — продукты. Химическую природу имеют также и многие другие явления, происходящие в химической системе, такие, как растворение, испарение ковалентных и ионных кристаллов и др., так как они также сопровождаются существенной перестройкой электронных оболочек. Как правило, химические превращения сопровождаются процессами, которые принято относить к области молекулярной физики переносом вещества и зарядов, переносом энергии термического возбуждения (теплоты) и др. [c.186]

Чем более однородны составные части кристаллической решетки, тем обычно компактнее они располагаются и в пространстве. Строение ионных кристаллов зависит главным образом от числа зарядов ионов и их взаимных расстояний, т. е. от типа соединения (АВь АВг, АВз и т. д.) и от отношения радиусов ионов. Рассмотрим строение наиболее простых ионных соединений из двух элементов типа АВ, где А — катион и В — анион. [c.49]

Определение радиусов ионов и изучение строения ионных кристаллов имеет большое значение для объяснения распределения элементов в земной коре. Решение его составляет одну из задач геохимии. [c.51]

Что же касается общетеоретических вопросов, то при описании многих тем школьного курса химии учение о периодичности позволяет глубже раскрыть их содержание. Так, при изучении водных растворов следует обратить внимание на свойства растворителя (вода) и свойства растворяемых веществ (типы связи, строение молекулы, степени окисления), которые определяют такое свойство веществ, как их растворимость, поведение в воде (электролитическая диссоциация, гидролиз, окисление—восстановление). При описании состава химических соединений следует обратить внимание на взаимосвязь классификации соединений по составу с положением элементов в системе (совокупность свободных атомов, номер группы и периода). Это дает возможность устанавливать связи между разными классами соединений (оксиды, фториды, хлориды, гидриды, интерметаллиды) и видеть особенности каждого из них по составу (насыщенные или ненасыщенные молекулы), по агрегатному состоянию и строению (водородные соединения неметаллов, как правило, газообразны при обычных условиях, гидриды типичных металлов — ионные кристаллы) и т. п. [c.71]

На рис. 8.1 изображены идеализированные, предельные случаи ионного и молекулярного твердого вещества. Совокупные свойства больщого числа образующих их частиц, например температуры плавления и кипения или ковкость, зависят от многих факторов, включая размеры, геометрическое расположение, заряды и электронное строение частиц. Следует также иметь в виду, что обсуждаемые модели описывают чисто ковалентные и чисто ионные связи, в то время как связи в больщинстве реальных веществ имеют промежуточный характер. Кроме того, помимо молекулярных и ионных кристаллов, существуют еще металлические и так называемые ковалентные кристаллы, которые подробно рассматриваются в гл. 10. [c.130]

Большинство минералов и руд, встречающихся в природе, являются ионными кристаллами. К ним, например, относятся силикаты, часто образующие кристаллы весьма сложного строения. Они составляют основную массу земной коры. В структуру силикатов входят в качестве наиболее существенных единиц атомы кислорода и кремния. При этом образуются как ионы свободного кислорода, так и кремнекислородные анионы в виде тетраэдров (5104)Наряду с этим силикаты содержат ионы многих других элементов К, На, Ре, М , Са и т. д. Силикаты, например базальты, граниты, обычно очень тугоплавки. [c.162]

Периодический закон Д. И. Менделеева обобщил и систематизировал все многообразие свойств химических элементов, их сходства и различия, сложность и изменчивость поведения их в химических реакциях в настоящее время благодаря ему удается проследить связь между химическими свойствами и внутренним строением атомов, молекул, ионов, кристаллов простых и сложных веществ. [c.22]

Взаимодействие ионов между собой, основанное на электростатическом притяжении и отталкивании, не является специфически направленным, как в случае образования ковалентных связей, но зависит от упаковки ионов в кристаллах. Строение ионных кристаллов в свою очередь определяется соотношением радиусов входящих в них ионов. [c.84]

Строение ионных кристаллов [c.317]

Поляризация ионов. Правила Фаянса. Однако ионная модель строения кристаллов полностью оправдывает себя только в отношении галогенидов щелочных металлов, поскольку полная ионизация атомов не достигается даже в этих соединениях. В результате часть электронного облака становится общей для них, что создает эффект частичной валентной связи. Как правило, в соединениях чем выше энергия ионизации атомов металла, тем менее ионным становится взаимодействие их с атомами неметалла. В итоге менее строгим получается результат расчета энергии решетки по уравнениям (25.13), (25.16) и (25.18). В табл. 25.5 для сравнения приведены значения решетки как вычисленные по уравнению (25.16), так и полученные экспериментально. [c.330]

Все устойчивые одноатомные анионы имеют электронное строение соответствующего для данного периода благородного газа, а простейшие катионы имеют электронное строение благородного газа, предшествующего данному периоду (сравните, например, N3" и N6, К- и Аг и т. д.). В от личие от ковалентной иогаая связь не обладает ни направленностью, ни насыщаемостью. Силы притяжения между зарядами пе зависят от направления, по которому эти заряды сближаются (отсутствие направленности). Кроме того, два разноименных иона, связанные силами притяжения, не теряют своей способности взаимодействовать с ионами противоположного знака. В этом и проявляется отсутствие насыщаемости у ионной сэязи. Следствием этой особенности ионной связи является ассоциация всех ионов с образованием ионного кристалла, в котором каждый ион окружен ионами противоположного знака. Число ионов противоположного знака, удерживающихся данным ионом на ближайшем расстоянии, получило название координационного числа данного иона. Ионы могут удерживать также и нейтральные молекулы. При большом размере катиона и малом радиусе аниона (соотношение кат "аи > 0 3) вокруг катиона (аниона) координирует 8 анионов (катионов). В результате образуется кристалл так называемой кубической структуры — 8 ионов одного знака располагаются в вершинах куба, в центре которого находится ион противоположного знака (тип СзС1 рис. 14). [c.82]

Спектры ЭПР позволяют решить многие важные вопросы физики, химии и биологии. В частности, можно определить строение парамагнитных центров, их концентрацию, характер взаимодействия друг с другом и другими определяющими частИцами ЭПР можно применять для изучения вещества в любом агрегатном состоянии. Эти качества делают ЭПР уникальным методом исследования кинетики и механизма химических реакций, протекающих с участием парамагнитных частиц. В ионных кристаллах можно определить структуру энергетических уровней магнитных центров, тонкие детали строения кристаллической решетки и параметры, характеризующие кинетику намагничивания исследовать дефекты кристаллических решеток получить данные о свойствах электронов проводимости в металлах и полупроводниках и пр. [8, 9]. [c.377]

Электростатическое взаимодействие ионов, в большом количестве образующихся при растворении ионных кристаллов, создает некоторое подобие строения раствора сильных электролитов — наиболее вероятным местом нахождения положительного иона будет его расположение около отрицательного. [c.203]

Рассмотрим некоторые графы, которые используются для описания структуры кристаллов. Базисное множество в этом случае образуют либо нейтральные атомы (в ковалентных кристаллах), либо ионы (в ионных кристаллах), либо отдельные молекулы (в молекулярных кристаллах), либо группы молекул. Каждому элементу базисного множества ставится в соответствие вершина. Определяются ближайшие соседи (первая координационная сфера). Две вершины считаются смежными, если соответствующий одной из них элемент базисного множества лежит в первой координационной сфере другого элемента. Такой подход дает возможность абстрагироваться от деталей строения элементов базисного множества, которое может быть достаточно сложным, и изучать неметрические свойства кристаллов, определяемые лишь отношением ближайшего соседства. На этом пути появляются графы с бесконечным числом вершин самой разной природы. Их геометрическую реализацию в трехмерном пространстве, называемую в дальнейшем решеткой, обычно выполняют таким образом, чтобы сохранились основные свойства симметрии кристаллов. [c.42]

Облучение кристаллов ведет как к изменению регулярности строения кристаллической решетки, так и к радиолизу химического соединения, образующего кристалл. Исследования показали, что облучение ионных кристаллов ведет к увеличению числа анионных и катионных вакансий. При этом часть электронов, образовавшихся в результате радиолиза, занимают анионные вакансии. Подобное расположение электронов обусловливает изменение электропроводности по сравнению с электропроводностью не-облученного кристалла. [c.216]

Кристаллическая решетка солеи, оксидов, гидроксидов, находящихся в твердом состоянии, состоит из ионов. Последние совершают тепловые колебания окато определенных точек решетки, называемых узлами. Однако в строении реальных ионных кристаллов имеются дефекты, заключающиеся в том, что часть ионов расположена не в узлах решетки. Различают два вида дефектов кристаллической решетки. Один вид дефектов заключается в наличии иона между узлами решетки и на некотором расстоянии от этого иона незанятого места ( дырки ) [c.464]

Известно, что в газовой фазе фторид ксенона (VI) находится в молекулярном виде, а в твердой фазе — в виде ионного кристалла — фторида пентафтороксенона (VI). Пользуясь методом валентных связей, объясните, почему ионное строение соединения ксенона (VI) оказывается более устойч ивым. [c.117]

Свободная надсерная кислота представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. Строение ее молекулы выражается формулой НО—SO2—О—О—SO2—ОН, т. е. она содержит перекисную цепочку. Пространственная структура отвечающего ей иона SjOj" показана на рис. VHI-5. Каждая половина этого рисунка в отдельности соответствует строению сульфат-иона, из-119 [c.318]

Электростатическое взаимодействие ионов, в больщом количестве образующихся при растворении ионных кристаллов, создает некоторое подобие строения раствора сильных электролитов — наиболее вероятным местом нахождения положительного иона будет его расположение около отрицательного. Для объяснения строения растворов сильных электролитов П. Дебай ввел понятие ионных облаков, или атмосфер. Ионная атмосфера представляет собой собрание ионов противоположного знака, стремящихся приблизиться к данному иону. Тепловое движение в растворе этому препятствует и устанавливается некоторое состояние равновесия, при котором ионная атмосфера получает некоторую плотность. Плотность ионной атмосферы растет при увеличении концентрации и падает при повыщении температуры (возмущающее действие). При перемещении иона в тепловом движении ионная атмосфера оказывает тормозящее действие, так как она должна также перемещаться с ним. Особенно сильно взаимодействует ионная атмосфера с ионом в электрическом поле, так как направление ее перемещения должно быть противоположным. Взаимодействие ионных атмосфер с ионами уменьшает их активность. [c.195]

Кристаллоструктурные задачи. Стереохимические исследования важны главным образом для сложных по составу соединений, чаще всего включающих фрагменты (лиганды, радикалы, молекулы) органической природы. Но существуют и такие классы соединений, как инт ермё-таллические и ионные кристаллы, где дальний порядок, т. е. не стереохимический, а упаковочный (кристаллоструктурный) аспект строения, более существен, чем стереохимический. Это связано с тем, что именно строение кристалла Б целом, а не конфигурации отдельных структурных кирпичей определяют анизотропию кристаллического вещества и такие физические свойства, как твердость, упругость, а также сегнетоэлектрические, пироэлектрические и другие характеристики твердых соединений, используемые в современной технике. Кроме того, большое значение имеет изучение общих закономерностей кристалла в целом (дальнего порядка) в семействах родственных по составу соединений. Примером может слу- [c.134]

Кристаллоструктурные задачи. Стереохимические исследования важны главным образом для сложных по составу соединений, чаще всего включающих фрагменты (лиганды, радикалы, молекулы) органической природы. Но существуют и такие классы соединений, как интерметаллические и ионные кристаллы, где дальний порядок, т. е. не стереохимический, а упаковочный (кристаллоструктурный) аспект строения, более существен, чем стереохимический. Это связано с тем, что именно строение кристалла в целом, а не конфигурации отдельных структурных кирпичей определяют анизотропию кристаллического вещества и такие физические свойства, как твердость, упругость, а также сегнетоэлектрические, пироэлектрические и другие характеристики [c.178]

Работа В. И. Данилова, А. М. Зубко и А. Ф. Скрышевского по рентгенографическому исследованию жидкого ортодихлорбензола о-СвН4С12, опубликованная в 1949 г., была первой в СССР, в которой определено строение молекулы по кривой распределения электронной плотности. Важность определения строения молекул жидкостей очевидна. Можно назвать ряд веществ, исследование структуры которых должно выполняться не на газе или кристалле, а именно на жидкости. Примером могут служить расплавы солей и карбоновые кислоты. Соли, как известно, в твердом состоянии существуют в виде ионных кристаллов, а в парообразном — в виде молекул карбоновые кислоты в парообразном состоянии образуют циклические димеры, а в твердой — зигзагообразные цепочки. Структура этих веществ в жидком состоянии заранее не очевидна. [c.206]

Первое существ, достижение теоретич. К. расчет энергии иоиных кристаллов, выполненный в 1918-19 М. Борном и А. Ланде. В 1926-27 были созданы системы кристаллохим. ионных и атомных радиусов (В. Гольдшмидт, Л. Полинг). На основе концепции ионных радиусов В. Гольдшмидт в 1925-32 объяснил явления морфотропии, изоморфизма и полиморфизма. В 1927-32 Полинг сформулировал осн. принципы строения ионных кристаллов, ввел представления о балансе валентных усилий связей, понятия атомных орбита-лей и гибридизации, развил теорию плотной упаковки атомов в кристаллах. [c.536]

С другой стороны, радиусы атомов и ионов определяются строением электронных оболочек. Поэтому геометрия кристалла и его поверхностп определяется также электронными факторами. Поняте интерес к исследованиям электронных свойств катализаторов и установлению связи между электронным строением и каталитической способностью твердых тел. [c.146]

Ионная связь в отличие от ковалентной связи характеризуется ненаправленностью в пространстве и н е н а с ы щ а е-м о с т ь ю. Ненаправленность определяется тем, что каждый ион, представляющий из себя заряженный шарик, может притягивать ион противоположного знака по любому направлению (нет направления). Взаимодействие ионов противоположного знака не приводит к компенсации силовых полей, у них остается способность притягивать ионы противоположного знака по другим направлениям (ненасыщаемость). Например, в кристалле Na l каждый ион Na+ взаимодействует с 6 ионами 1 , и наоборот/Из-за ненасыщаемости и ненаправленности ионной связи в соединениях с этой связью, как правило, образуются не молекулы, а твердые тела с ионным кристаллическим строением. [c.99]

Ионные кристаллические решетки построены из положительно и отрицательно заряженных ионов, между которыми действуют электростатические (кулоновские) силы притяжения. Ионы могут быть простыми, например в кристалле ЫаС1, и сложными, например в кристалле (ЫН4)2504. Строение ионных кристаллов определяется главным образом отношением радчусов разноименно заряженных и отталкиванием одноименно заряженных ионов. [c.78]

Силы, соединяющие частицы ионного кристалла в единое целое, очень велики, поэтому многие свойства таких кристаллов значительно отличаются от свойств молекулярных кристаллов. Как правило, вещества ионного типа имеют высокие температуры плавления и кипения и характеризуются чрезвычайно низким давлением паров они растворяются только в наиболее полярных растворителях. Хотя ионным веществам приписывают обычные формулы (например, Na l, Сар2, А12(804)з и т. д.), сведения о строении их кристаллов не дают никаких оснований считать, что они обладают молекулярным составом. В связи с этим следует напомнить, что формулы ионных веществ отражают лищь брутто-состав ионных частиц. На основании формул нельзя сделать выводы о расположении частиц в веществе или о его молекулярном составе. [c.178]

Большинство простых веществ могут существовать в одном из трех агрегатных состояний—газообразном, жидком или твердом. Мы уже познакомились с газовым состоянием, выяснили строение газов и узнали, каким законам они подчиняются все это привело нас к выводу о наличии в газах слабых сил межмолекулярного взаимодействия, называемых вандерваальсовыми силами. Затем мы установили, что для твердого состояния характерно наличие высокой упорядоченности здесь мы также столкнулись с межмолекулярными силами, которые существуют в металлах, ионных кристаллах и молекулярных веществах. Теперь настало время обратиться к жидкому состоянию, изучение которого дает еще больше сведений о межмолекулярных силах. [c.187]

В случае нерастворимых в смежной фазе ионных кристаллов положения ионов в кристалле заданы, и если отвлечься от особенностей строения приповерхностных слоев толщиной в 2—3 слоя ионов, то расчет внешнего электрического поля такой поверхности представляет несложную, чисто вычислительную задачу. Это поле б гстро затухает при удалении от поверхности на расстояниях порядка периода решетки кристалла. В том случае, когда под влиянием этого поля находится раствор электролита, ионы, содержащиеся в нем, перераспределяются и первоначальное поле существенно меняется, что будет рассмотрено в следующем разделе. [c.12]

Структура и устойчивость безводных оксосолей Мт(ХОп)р. В течение. многих лет основное внимание уделялось той части электронной плотности ко.мплексных ионов, которая относится к связям внутри ионов, поскольку именно эти.м определяются детали их строения, В данном разделе главное внимание будет обращено на ту часть заряда, которая находится на периферии иона. Именно она служит прямым указанием на возможность или невозможность построения кристаллов солей, содержащих эти ионы, а следовательно, и на такие чисто химические проблемы, как устойчивость (или существование) безводных ортосолей (в противоположность гидратированным соля.м и кислым солям), как способность N63 и других ионов выступать в роли бидентатных лигандов. При этом обратим вннмание на важность чисто геометрических факторов, которые, до некоторой степени неожиданно, никогда не расс.матривались в сочетании с правилами Полинга для комплексных ионных кристаллов. [c.394]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология