Кристалл многоатомных ионов

Кристаллы многоатомных ионов [c.274]

Ионные кристаллы обладают средней твердостью и достаточно высокими температурами плавления (приблизительно от 600 до 1400° С). В узлах решетки находятся одно- или многоатомные ионы, связь между которыми не имеет специфической направленности и обусловлена электростатическими взаимодействиями. Каждый ион контактирует с несколькими ионами противоположного заряда, поэтому отдельных молекул в ионном кристалле не существует. Число ионов, окружающих данный ион, называется координационным числом-, оно зависит как от соотношения зарядов, так и от соотношения размеров рассматриваемых ионов. Так, например, в хорошо известной структуре поваренной соли (рис. П1.51, а) ионы натрия и хлорид-ионы закономерно чередуются вдоль трех взаимно перпендикулярных направлений, так что координационное число каждого из них равно 6. [c.236]

Понятие о координационном числе применяют при рассмотрении окружения атомов не только в кристаллах, но и в свободных молекулах ( газах) и в многоатомных ионах, существующих в растворах. Для больщинства металлов к. ч. равно 12, что соответствует наиболее плотной упаковке частиц в кристаллической решетке. [c.55]

Более общая классификация электролитов исходит из природы связи в молекуле и кристалле электролита. Б кристаллах с ионной связью, имеющей преимущественно электростатическую природу, в узлах кристаллической решетки находятся ионы одно- или многоатомные катионы и анионы. Электролиты, образующие ионные кристаллы, названы истинными электролитами. Для другого класса электролитов — потенциальных электролитов— характерно то, что в узлах кристаллической решетки находятся полярные молекулы. [c.413]

ИОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ, образованы частицами, сцепление между к-рыми обусловлено преим. ионными связями. М. б. построены как из одноатомных, так и из многоатомных ионов. Примеры И. к. первого типа — кристаллы галогенидов щел. и щел.-зем. металлов, образованные положительно заряж. ионами металла и отрицательно заряж. ионами галогена. В этих И. к. анионы располагаются по закону плотнейшей шаровой упаковки или плотной шаровой кладки (см. Плотная упаковка), катионы занимают пустоты. В И. к. второго типа наряду с одноатомными катионами тех же металлов присутствуют конечные или бесконечные анионные фрагменты. Конечные фрагменты (кислотные остатки), состоящие иэ неск. атомов, наблюдаются, напр., в нитратах, сульфатах, карбонатах. Кислотные остатки могут соединяться в бесконечные цепи, слои, а также образовывать трехмерный каркас, в полостях к-рого располагаются катионы. Такие образования встречаются, напр., в силикатах. [c.225]

Изучение симметрии сложных ионов и молекул комплексных соединений позволило сделать вывод, что при вхождении в кристалл многоатомные структурные единицы теряют свою симметрию в определенной последовательности легче всего теряются оси высоких порядков, затем плоскости и в последнюю очередь — центр симметрии. Если он есть в комплексном ионе или молекуле, то он обычно сохраняется и при вхождении иона в кристалл. Тем более это правило должно сохранить свое значение для органических соединений, так как межмолекулярные силы (из-за которых, главным образом, и происходит потеря симметрии [c.368]

Выше мы принимали, что элементы, из которых построен кристалл, представляют собой атомные частицы. Однако такое ограничение не обязательно и можно с таким же успехом предположить, что этими элементами являются многоатомные ионы, [c.339]

Примеров, относящихся к неорганическим веществам. Хотя разделение соединений на органические и неорганические для химика имеет большое практическое значение, оно является до некоторой степени произвольным и в случае кристаллов не играет большой роли. Критерием, используемым при выборе теоретического приближения, наиболее пригодного для интерпретации спектров кристаллов, является не наличие или отсутствие атомов углерода, а величина отношения сил взаимодействия молекул в кристалле к силам взаимодействия атомов в изолированной молекуле. Большинство органических кристаллов являются молекулярными кристаллами, т. е. они имеют довольно низкие энергии решетки по сравнению с энергиями связей атомов, и можно считать, что они содержат почти те же самые частицы (молекулы), что и газовая фаза того же вещества. Многие неорганические вещества также могут быть названы молекулярными кристаллами. Действительно, даже многоатомные ионы в солях ведут себя подобно молекулам в кристаллах. Поэтому теория, пригодная для объяснения спектра кристаллического ацетилена, имеет больше общего с теорией, применяемой для интерпретации спектра нитрата аммония, чем с теорией, позволяющей интерпретировать спектр углерода. [c.574]

Метод изоляции матрицей [4, 77] имеет большое значение при работе со смешанными кристаллами, хотя первоначально он предназначался для исследования неустойчивых молекул. Как уже говорилось, этот метод позволяет разделять молекулы и изолировать их колебания. Он также дает возможность целенаправленно менять окружение молекул (например, при использовании ряда матриц из инертных газов будут изменяться параметры решетки, потенциал, поляризуемость и т. д.). Недавно исследование многоатомных ионов, диспергированных в решетках галогенидов щелочных металлов [60, 69, 80], позволило получить ценную информацию об эффектах кристаллического ноля. По-видимому, нет никаких причин, по которым бы подобная техника не могла быть использована при исследовании органических веществ. Изучение влияния поля кристалла, размеров занимаемого молекулой места и т. д. на колебания молекулы может иметь важное значение для понимания энергетики и реакционной способности в твердом состоянии. [c.598]

Понятие о координационном числе применяют не только при рассмотрении окружения атомов в кристаллах, но и в свободных молекулах (в газах) и в многоатомных ионах, существующих в растворах. Для большинства металлов в кристаллах к. ч. равно 12, что соответствует наиболее плотной упаковке. Радиусы атомов и ионов зависят от к.ч. Значение радиуса Га или при другом к.ч. можно найти умножением г при данном к.ч. на определенный коэффициент. Так, при уменьшении к.ч. от 12 до 8,6 и 4 Га, отвечающий к.ч. = 12, нужно умножить соответственно на 0,97 0,96 и [c.51]

Характеры приводимых представлений либрационных колебаний получают из выражения (19), в этом случае Л ( ) берут равным числу молекул (или многоатомных ионов в ионных кристаллах), инвариантных при операции Я. Вклады инвариантных объектов получают по формулам (21), (22) или из табл. 1. [c.371]

Соображения, изложенные выше, показывают, каким образом можно определить число и провести классификацию фундаментальных колебаний в кристаллах, содержащих молекулы или многоатомные ионы, с учетом их подразделения на внутренние и внешние, введенного в гл. 2, 1. [c.123]

Проявление свойств химических связей в твердом состоянии вещества. Особенности ионной связи и строение ионных кристаллов с одноатомными и многоатомными ионами. Свойства ионных кристаллов. Металлическая связь и строение металлических кристаллов. Специфические свойства металлов. Молекулярные и каркасные кристаллы, их свойства. [c.145]

При исследовании кристаллов, построенных из многоатомных ионов, возникают две проблемы определение структуры многоатомных ионов и установление способа совместной упаковки ионов в кристалле. Мы рассмотрим наиболее типичные многоатомные ионы, т. е. ионы, химическая связь в которых по преимуществу носит ковалентный характер, как, например, в ионах NH4 и SOI. Если в образовании химической связи принимают участие неподеленные пары электронов (как правило) d-орбиталей атомов металла, которые образуют координационную связь, то такие ионы называют комплексными. Обе проблемы могут быть решены исходя из уже рассмотренных принципов. Однако структура соединений, в которые входят комплексные ионы, оказывается более сложной, чем можно было бы ожидать. [c.144]

Радиусы ионов и атомов определяют по величине межатомного расстояния в кристаллах или молекулах, представляя это расстояние как сумму радиусов. Радиусы атомов могут быть определены как половина расстояния в симметричных молекулах с однородной связью или из расстояния между одинаковыми соседними атомами в многоатомных молекулах. [c.497]

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]

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]

Многие ионные кристаллы содержат многоатомные ионы, такие как 80 -, N01, lHgЫ I u(NHз)4) A1F6I Связи между частицами, образующими такую решетку, являются ионными, но внутри этих сложных ионов атомы, как правило, соединены ковалентной связью. Поскольку комплексные ионы имеют большие [c.155]

Вещества ионной природы с многоатомными ионами обычно также образуют ионные кристаллы с простыми решетками. Однако геометрическая форма ионов вызывает искажение пространственной структуры кристалла. На рис. 34 приведены структуры ионных кристаллов КаС1 и СаСОз, сопоставление которых позволяет оценить степень искажения структуры кристалла, вызванное тригональной симметрией карбонат-иона. [c.78]

Соединения с многоатомными анионами. Соединений с многоатомными анионами (гл. 4, разд. А.2) больше, чем с одноатомными. Многоатомные ионы имеют различные структуры, отличающиеся по форме от сферической, и их можно рассматривать как индивидуальные частицы. Хотя формы этих анионов различны, положения их центров тяжести в кристаллах в большинстве случаев образуют простые структуры, подобные типу Na l и другим. В ряде случаев анионы могут свободно [c.195]

Термохимический радиус. Для многоатомных ионных соединений из-за сложности их структуры рассчитать энергию рещетки по уравнению (4.23) трудно. А. Ф. Капустинский предложил полуэмпирическую формулу, дающую довольно точные значения. Обычно МдД, частное от деления постоянной Маделунга на среднее координационное число ионов в кристалле, обратно пропорционально расстоянию между центрами аниона и катиона Го. Отсюда Мд пропорциональна v/ro, где го = г+ + г— с другой стороны, для соединений, содержащих крупные анионы, вместо уравнения (4.23) выполняется уравнение Борна — Мейера, и при подстановке у/го вместо Ма получают следующее уравнение (р — константа, связанная с коэффициентом сжимаемости) [c.197]

В ионных кристаллах анион расположен после катиона. Прн наличии двух и более элементов их символы располагают в алфавитном порядке (РЬ"С1Р). В многоатомных ионах центральные элементы располагают в алфавитном порядке (гл. 4, разд. А.2) (причем Н+ следует сразу после катиона). Например, МН4МаНРС>4. [c.308]

К. с. делят на гомодесмические (координационные) и гетеродесмические. В первых все атомы объединены одинаковыми хим. связями, образующими пространств, каркас (напр., алмаз, галогениды щел. металлов). Для вторых характерно наличие структурных фрагментов, внутри к-рых атомы соединены ваиб. прочными (чаще всего ковалентными) связями атомы, принадлежащие разл. фрагментам, связаны существенно слабее. Фрагменты могут представлять собой конечные группировки атомов ( острова ), цепи, слои, каркасы , соотв. выделяют островные, цепочечные, слоистые и каркасные К. с. Островными К. с. обладают почти все орг. соед., а также галогены, Ог, Зе, (N114)2504 и др. неорг. в-ва. Здесь роль островов играют молекулы или многоатомные ионы. Цепочечную К. с. имеет, напр., одна из модификаций 8е, в к-рой атомы связаны в бесконечные спирали. Слоистое строение характерно для графита, ВМ, Мо а и др. Пример каркасной К. с.— кристаллы СаТЮз атомы Т и О, соединенные ковалентными связями, образуют ажурный каркас, в полостях к-рого расположены атомы Са. Известны К. с., в к-рых сосуществуют структурные фрагменты разных типов. Так, кристаллы комплексного соед. ГМ(СНз)л1(МпС1з1 построены из островов — ионов [N(04 )4] — и цепей [c.287]

В силу электростатических взаимодействий теплота плавления А///- падает с увеличением размеров, однако для многоатомных ионов трудно оценить вклады дисперсионных сил и сил отталкивания в энергию взаимодействия [103]. AS, можно представить в виде суммы вкладов различных способов разупорядочивания кристалла (механизмов плавления [807]) [c.241]

A5pos зависит от разупорядоченности расположений ионов и дефектов, AS jj - возрастание колебательной энтропии, связанное с расширением решетки. Sorient и AS , -. - характеристики многоатомных ионов первая величина связана с возрастанием числа вращательных ориентации ионов, не обладающих сферической симметрией, а вторая-со снятием ограничений для конформационного состояния гибких фрагментов иона (алкильных цепей), которое имеет место в кристалле. Наблюдаемые значения ASf для щелочных галогенидов (AS + + AS j-j), отнесенные к 1 иону, составляют 3 энтр. ед., что близко к соответствующим значениям для инертных газов. [c.241]

Вещества ионной природы с многоатомными ионами имеют тенденцию образовывать ионные кристаллы с простой решеткой. Однако геометрическая форма иона в общем случае вызывает искажение кристаллической решетки. Например, структура кристалла СаС-л представляет собой искаженную решетку каменной соли. Карбид-ионы располагаются параллельно друг другу, как изображено на рис. 6-66, и как следствие подобного искажения кристаллу СаСа присуща в большей мере тетрагональная, а не кубическая симметрия. [c.274]

Кристаллические комплексные соединения настолько многочисленны, что составляют большую часть неорганических соединений. Среди них следует выделить комплексные соединения типа [Al(H20)g]2(S04)g, в которых присутствуют аквакатионы. Нередко сочетание стехиометрии и радиусов многоатомных ионов в подобных соединениях оказывается таким, что в их кристаллах содержится вода, занимающая пустоты кристаллической решетки. Например, сульфат алюминия, помимо 12 молекул воды, образующих координационные сферы катионов А1 + (см. гл. 13), может включать еще 6 молекул воды и образовывать кристаллогидрат [А1(Н20)д]2(804)з GHgO. [c.182]

Для ионных кристаллов с многоатомными ионами и кристаллогидратов характерны специфические свойства. Например, кристаллогидрат [Al(H20)g]2(S04)g GHgO при 86 ° С теряет 6 молекул Н2О и превращается в [Al(H20)g]2(S04)g. Нри температурах выше 340 ° С это соединение постепенно теряет воду координационных сфер катионов А1 + и превращается в безводный Al2(S04)g. При 770 °С начинается разложение сульфат-иона, происходящее с выделением SOg и образованием Al20g. Эта последовательность превращений характерна для кристаллогидратов с многоатомными анионами S0 , NO3, С0 . Фосфаты, силикаты и некоторые другие анионы при высоких температурах ведут себя иначе. Они образуют полимерные неорганические анионы, которые будут рассмотрены в последующих главах. [c.182]

Ковалентность в отличие от электровалентности представляет собой связь в прямом смысле слова. Связанные ковалентными связями атомы занимают по отношению друг к другу определенные положения, которые не могут быть изменены без химического превращения вещества. Группа из двух или нескольких (иногда из очень большого числа) атомов, связанных ковалентными связями, образует молекулу. Вещества, состоящие из молекул, весьма многочисленны. К ним относится большинство органических веществ. Молекула может нести электрический заряд (как уже было указано, в этом случае она называется многоатомным ионом). Ковалентная связь встречается не только в молекулах, но и в кристаллах, например в алмазе, нитриде бора и многих других. Физическая природа ковалентной связи гораздо сложнее, чем у элек-тровалентной связи эта связь обусловлена особыми квантовомеханическими силами . [c.88]

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ — взаимодействие между атомами, обусловлива-ющее образование устойчивой многоатомной системы (молекулы, радикала, молекулярного иона, комплекса, кристалла и др.). Все химические превращения сопровождаются разрушением химической связи. X. с. возникает вследствие кулоновского притяжения между ядрами и электронным зарядом, распределение которого обусловлено динамикой поведения электронов и подлежит квантовомеханическим законам. Электронный заряд многоатомной системы возникает нри обобществлении атомных электронов. Различают ионную (гетерополяр-ную, электровалентную), ковалентную (гомеополярную, атомную) и металлическую X. с. X. с. н зыз 1ЮТионной, если она возникает вследствие практически полного перехода электронов с орбитали одного атома на орбиталь другого. Например, во время реакции натрия с хлором атомы натрия теряют, а атомы хлора присоединяют по одному электрону, превращаясь в ионы Ыа+ и С1 (электронный заряд локализован на атомах). Если ионная связь возникает между ионами и полярными (дипольными) молекулами, то ее называют ионно-ди-10 8-149 [c.273]