Кристалл плотнейшая упаковка

В комплексе находится шесть молекул мочевины в гексагональной ячейке. Изучение чистых кристаллов мочевины показывает, что они принадлежат к тетрагональной системе и имеют плотную упаковку без каких бы то ни было каналов или свободного пространства, в котором могли бы быть заключены другие молекулы. Таким образом, в процессе комплексообразования наблюдается изменение кристаллической структуры с тетрагональной на гексагональную. [c.214]

В отличие от полупроводников электропроводность металлов мало зависит от имеющихся в их структуре примесных дефектов. Однако примесные дефекты могут оказывать существенное влияние на другие свойства металлов. Так, механические характеристики металлов сильно зависят от наличия в их структуре междоузельных примесных дефектов. С учетом плотнейшей упаковки металлических кристаллов в междоузлия способны попадать лишь микрочастицы небольших размеров, такие, как атомы водорода, углерода, кислорода, азота. Кристаллы многих металлов часто поглощают большое количество указанных примесей. Например, количество водорода, поглощенного [c.89]

После открытия Лауэ (1912 г.) дифракции рентгеновских лучей теория кристаллической решетки, которая начала развиваться еще в ХУП в., получила полное экспериментальное подтверждение. Методом рентгеноструктурного анализа были измерены межатомные расстояния и определено положение атомов в кристаллах. При этом было установлено, что структура кристаллов является плотнейшей упаковкой соответствующих структурных единиц и определяется прежде всего размерами этих структурных единиц. Согласно правилу Гольдшмидта (1927 г.), строение кристалла определяется числом его структурных единиц (ионов), отношением их радиусов, а также их поляризационными свойствами. Усиленное изучение связи состава и свойств твердых веществ с их кристаллической структурой привело к формированию новой отрасли химии — кристаллохимии. Кристаллохимические исследования, среди которых выдающееся значение имели работы Л. Полинга, А. В. Шубникова, Н. В. Белова, А. И. Китайгородского, помогли глубже понять природу твердых веществ, раскрыть закономерности, управляющие образованием кристаллических структур, в том числе таких сложных, как структуры силикатов и алюмосиликатов. [c.166]

Отсутствие в соединении атома, легко фиксируемого благодаря преобладающему участию в рассеянии рентгеновских лучей, значительно уменьшает возможности исследования структуры на первых его стадиях. Главная трудность заключается в отсутствии разумных оснований для выбора фазовых коэффициентов или знаков структурных амплитуд при построении ряда Фурье первого приближения. К кристаллохимическим данным приходится прибегать уже на этой сравнительно ранней стадии исследования. Принципы плотнейшей упаковки молекул—в случае чисто органических кристаллов, плотнейшей упаковки шаров—в случае ионных кристаллов, плотнейшей упаковки комплексов и ионов внешней сферы—в случае комплексных соединений—часто позволяют найти одну или несколько правдоподобных моделей структуры. Иногда определенные соображения о размещении атомов могут быть высказаны, исходя из оптических, магнитных и других свойств кристалла. Расчет фаз дифрагированных лучей (или знаков структурных амплитуд при наличии центров инверсии) на основе этих данных позволяет построить ряд первого приближения. Распределение электронной плотности, получаемое в результате суммирования ряда, должно либо подтвердить, либо отвергнуть предполагаемую модель структуры. Если модель была в общих чертах правильна, расположение максимумов будет ей соответствовать, и дальнейшая работа заключается лишь в уточнении координат атомов путем перерасчета фаз и повторных построений ряда. Неправильность исходного варианта структуры обнаруживается при наличии резких разногласий между предполагаемыми координатами атомов и расположением максимумов электронной плотности. Может оказаться, что распределение электронной плотности, полученное в результате суммирования первого ряда, является настолько размытым, что не позволяет категорически подтвердить или отвергнуть структуру. В этом случае решение дается после построения нескольких повторных рядов. В случае правильности исходной модели последовательные приближения должны выделять структуру все более четко. В противоположном случае повторные построения рядов не приводят к положительному результату. Взятый за основу вариант строения кристаллов приходится отвергнуть и все расчеты производить снова, исходя из иного предположения о структуре. [c.515]

Однако шумную известность Муассану принесло не получение фтора, а совсем другая работа, которая, как выяснилось позднее, в сущности ни к чему не привела. Древесный уголь и алмаз являются разновидностями углерода алмаз отличается от угля только более плотной упаковкой атомов. Следовательно, под действием высокого давления атомы в кристалле древесного угля могут перегруппироваться и образовать алмаз. И Муассан попытался получить таким образом драгоценный камень. Он растворил древесный уголь в расплавленном железе и вылил полученную массу в воду, считая, что при резком охлаждении углерод будет кристаллизоваться в виде алмаза. [c.142]

Очень важно выяснить, чем обусловливаются внешняя форма и особенности внутреннего строения, присущие кристаллам данного вида. Одним из наиболее важных обобщений в этой области является принцип наиболее плотной упаковки. [c.128]

К. С. Рамайя нашел, что если содержащее парафин масло растворить в бензине или лигроине в высоком цилиндре и выдержать при определенной низкой температуре в течение 10—15 час., то в зависимости от того, содержит масло присадку или нет, парафин осаждается по-разному. В образце, не содержащем присадку, парафин находится во взвешенном состоянии и распределяется равномерно по всему цилиндру в виде хлопьев. В образцах, содержащих присадку, парафин осаждается на дне, т. е. здесь имеется более плотная упаковка кристаллов. [c.107]

Для точного расчета размеров атомов нес бходимо знать их расположение в кристаллах твердых веществ. Эти сведения дает метод рентгеноструктурного анализа (см. разд. 3.2). Установлено, что многие простые вещества имеют структуру, аналогичную плотнейшей упаковке шаров. В такой упаковке на долю самих шаров приходится 74,05% от занимаемого ими объема. Поэтому точное значение радиуса атома в указанных структурах может быть найдено по формуле [c.9]

Действие разных структурообразующих факторов направленности связи, энергии связи, размера и мерности структурных единиц, энергии теплового движения — приводит к тому, что малые нульмерные структурные единицы такие, как атомы углерода, несмотря на направленность и высокую энергию связи, при определенных условиях, а именно при таких условиях, когда энергия теплового движения почти точно равна, энергии связи, образуют прекрасные кристаллы графита или алмаза. Однако действие основного структурообразующего фактора — направленности связи — достаточно резко проявляется и в подобных случаях атомы в кристаллах графита и алмаза упакованы крайне неплотно. В графите каждый из них имеет только трех, а в алмазе — четырех соседей, в то время как плотнейшие упаковки отличаются значительно более высокими координационными числами. Например, в структуре металлов координационное число достигает 12. Вообще, направленность связи действует в сторону разуплотнения структуры, что вполне понятно. [c.159]

Во внутреннем строении кристаллов выполняется принцип плотнейшей упаковки частиц, из которых состоит данный кристалл. Под действием сил взаимного притяжения частицы стремятся разместиться как можно ближе друг к другу. Поэтому наиболее энергетически выгодно такое взаимное расположение частиц в [c.30]

Рис, 5.11. Пространственное заполнение кристалла сферическими частицами при наиболее ПЛОТНО упаковке [c.122]

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]

Для точного расчета размеров атомов необходимо знать их расположение в кристаллах твердых веществ. Эти сведения дает метод рентгеноструктурного анализа (см. стр. 249—253). Проведенные этим методом исследования показали, что у большинства металлов, в том числе и у меди, расположение атомов такое же, как при плотнейшей упаковке шаров (подробнее см. стр. 256—257). В плотнейшей упаковке шаров объем шаров составляет 74% от объема всего занимаемого ими пространства. Имея эти данные, легко найти точное значение радиуса атома меди в кристалле. Произведем этот расчет. [c.10]

Для молекул несферической формы обычно наблюдается искажение плотнейшей упаковки, иногда снимаемое при повышенных температурах. Наибольшие отличия от плотнейшей упаковки имеют молекулярные кристаллы с водородными связями например, НС1, Н2О, [c.76]

Так как ионная связь не имеет направленного характера, а многим простым ионам можно приписать сферическую симметрию, следует ожидать, что структура большинства ионных кристаллов будет тождественна структурам плотнейшей упаковки. Однако тип упаковки ионного кристалла существенно зависит от соотношения размеров образующих его катионов и анионов. [c.78]

Данные о структуре кристаллических веществ можно получить на основании самых разнообразных исследований. К их числу можно отнести и чисто визуальное измерение внешних граней и углов в монокристаллах, и изучение их объемных характеристик, таких, например, как электропроводность или модули упругости. Однако эти характеристики не позволяют точно установить положение микрочастиц в кристаллах из-за их плотной упаковки. Поэтому при изучении структуры кристаллических веществ используются главным образом оптические методы, базирующиеся на поглощении и рассеянии различных излучений кристаллами. Поскольку длины связей в кристаллах (постоянные их решеток) порядка 0,1—0,3 нм, для анализа обычно используют коротковолновые излучения типа рентгеновского, а также нейтронные и электронные потоки. [c.91]

В молекулярных кристаллах достаточно хорошо соблюдается принцип плотнейшей упаковки, который энергетически наиболее выгоден, так как приводит к тесному сближению молекул и наиболее сильному взаимодействию. Простейшую модель молекулярного кристалла можно представить в виде плотнейшей упаковки твердых шаров одинакового размера, искаженных в случае несферических неполярных молекул. Расположение сфер в плотнейшей упаковке показано на рис. 43. [c.137]

А — элементарная ячейка кристаллической решетки Na i т — цент-ральный ион в ней а — период повторяемости решетки кристалла /-константа решетки Б — структура Na l как ионного кристалла плотнейшей упаковки — масштабная модель решетки крупные темные шары — анионы С1 . мелкие светлые шары — катионы Nd" . [c.144]

Рис. 30. Внутренняя структура Na l как ионного кристалла плотнейшей упаковки

Например, в ряду Ка — Mg — А1 — 51 — Р — 5 — С наблюдается переход от металлической межатомной связи к ковалентной. При этом у первых трех членов металлическая составлйющая связи преобладает, она же и определяет структуру кристаллов (плотные упаковки). По мере увеличения ковалентности резко возрастает степень гетеродесмичности структуры кристаллов. Тенденция к образованию насыщенных молекулярных ассоциатов достаточно хорошо выражена у некоторых модификаций фосфора и серы, а у твердых галогенов эта склонность достигает максимума вплоть до образования молекулярного кристалла. [c.272]

Здес ) /(м — константа Маделунга, зависящая от характера взаимного расположения ионов в кристаллической решетке (ее значения известны Д.ПЯ различных типов решетки так, например, для решетки Na l — гранецентрированного куба —/(м = 1,7476) г—равновесное расстояние между ионами противоположного знака в данном кристалле (обычно оно определяется по принципу плотной упаковки и отвечает сумме кристаллохимических радиусов Гольдшмидта) п — константа, характеризующая изменение сил отталкивания с расстоянием между частицами оиа лежит в пределах от 5 до 12 (для Na l п = 7,5). [c.44]

Понятие о координационном чнсле применяют не только ири 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 ri 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]

Наиболее термодинамически устойчивы кристаллы, в сгруятуре которых осущвотвлене плотнейшая упаковка атомов, Как показали рг)счёты, только немногие геометрические фигуры могут, повто-ряяск, заполнять пространство. Это заполнение может быть реализовано с помощью 14 пространственных решёток (решёток Брава), имеющих элементарные ячейки с разным размером осей и углов. Те кое число решёток справедливо только дяя атомов одного размера. [c.6]

Кристаллы аргона и других инертных газов являются молекулярными с высокими координационными числами (плотной упаковкой молекул в кристалле). Так, аргон имеет кубическую гра-иецентрированную кристаллическую реп1етку (см, рис. 50, а). [c.181]

Молекулярное строение кристаллизующихся углеводородов обуславливает различную способность их к плотной упаковке при кристаллизации и образованию твердых растворов различной структуры. Исследования структуры кристаллов, образующихся при кристаллизации углеводородов разных гомологических рядов, показали /27/, что при кристаллизации из растворов нефтяных фракций все они образуют кристаллы орторомбиче-ской формы со ступенчатой слоистостью кристаллов, т.е. каждый новый слой кристаллизуется на предыдущем, образуя пирамиду из параллельных ромбических плоскостей. Наибольшие размеры и число ромбических плоскостей имеют кристаллы нормальных алканов. Наличие нафтеновых и особенно ароматических структур в составе молекул кристаллизующегося вещества приводит к уменьшению размеров и слоистости образующихся кристаллов. При совместной кристаллизации углеводородов различных гомологических рядов повторяются эти же закономерности образуются смешанные кристаллы переменного состава орторомбической структуры, при этом чем больше циклических углеводородов, тем меньше размеры кристаллов и число наслоений. Способность циклических углеводородов (циклоалканов и аренов) образовать смешанные кристаллы с алканами обусловливается наличием в их молекулах длинных алкильных цепей в основном нормального строения. При отсутствии таких цепей циклические углеводороды кристаллизуются при значительно более низких температурах. [c.27]

Молекулярные твердые соединения построены из молекул, соединенных друг с другом лишь ван-дер-ваальсовыми силами, включая в определенных случаях водородные связи, и состав этих веществ есть сумма составов всех молекул, вошедших в его структуру. Они образуют молекулярные кристаллы, структурными единицами которых служат молекулы. Молекулярные твердые соединения образуются в результате отвердевания, т.е. фазового превращения вещества, когда имеет место лишь межмолекулярное взаимодействие и не происходит разрыв существующих или образование новых химических связей. При образовании молекулярных кристаллов в условиях низких температур, исключающих межатомные взаимодействия, молекулы без сколько-нибудь существенных изменений входят в кристаллическую структуру, образуя настолько плотную упаковку, насколько позволяет конфигурация. молекул /69/. [c.107]

Концентрация расслаивания Ср тем выше, чем ближе полимеры по химической природе. Если различие в химической природе велико, то расслаивание может произойти и при концентрациях менее 1%. В то же время сильное различие по химической природе, обусловленное наличием полярных функциональных групп, может, наоборот, привести к образованию нерасслаиваюшихся смесей. Близкие по природе полимеры могут иметь столь близкие физические константы, что микрорасслаивание в растворе не переходит в макрорасслаивание и можно прийти к ошибочному выводу об однофазности смеси. Это согласуется с трудностью или даже с невозможностью образования совместных кристаллов в смеси кристаллических полимеров. Предполагается, что требования к максимально плотной упаковке особенно высоки для полимеров, склонных к образованию надмолекулярных структур в аморфном состоянии и в растворах. Поэтому при оценке совместимости и объяснении механизма расслаивания полимерных смесей,помимо энергетического фактора,особое значение приобретает разнозвенность макромолекул ВМС (структурный фактор). Каждая макромо- [c.76]

При образовании молекулярных кристаллов в условиях низких температур, исключающих межатомные взаимодействия, процесс отвердевания наблюдается в чистом виде. Молекулы без сколько-нибудь существенных изменений входят в кристаллическую структуру, связанные между собой только слабыми ненаправленными межмолекулярными связями. Именно поэтому молекулярные кристаллы имеют настолько плотную упаковку, насколько позволяет конфигурация молекул. Заметим, что с химической точки зрения и этот, казалось бы, чисто физический процесс цред-ставляет собой процесс синтеза, так как его продуктом является твердое молекулярное соединение — новое вещество, образующееся из молекул исходных веществ. Чисто межмолекулярные взаимодействия представляет собой кристаллизация неона, аргона, криптона, ксенона и радона. Хотя их кристаллы состоят из атомов, тем не менее это настоящие молекулярные кристаллы образующие их молекулы одноатомны. Понятно, что между такими молекулами не может быть никакого другого взаимодействия, кроме ван-дер-ваальсовского. [c.21]

Радиусы частиц, из которых состоит кристалл, равны или очень близки по величине. Этому условию отвечают два типа кристаллических решеток гексагональная (рис. 9, а) и гранецентриро-ванная кубическая (рис. 9, б). В таких решетках степень заполнения объема кристалла частицами составляет 74%- Это максимально плотная упаковка частиц одинакового или близких по величине радиусов. Подобный тип решеток свойствен большинству металлов, [c.31]

В ионных кристаллах, например солях, энергия определяется в основном электростатическим взаимодействием ионов. Их пространственное расположение определяется в первую очередь особенностями плотной упаковки шаров разного размера. Если один из ионов меньше другого (например, в СзС1), то координационное число 12 не может осуществиться. В решетке СзС ион цезия находится внутри куба, Б верши- [c.497]

На, N2, Оз, Р4, Sa, H l, Н2О, H3N, SO2, Sip4 и др. Каждая из отдельных молекул построена преимущественно с участием ковалентных связей, а между молекулами в кристалле действуют более слабые ван-дер-ваальсовы силы. Если молекулы неполярны и неспособны к образованию водородных связей, то в структуре заметно стремление к плотнейшей упаковке. В противном случае между этими факторами осуществляется компромисс. Примером структуры, обусловленной водородными связями, является лед (см. рис. И1.37). [c.237]

Последующие слои можно расположить так, что в первом случае возникает двухслойная последовательность АВАВАВ..., а во втором случае — трехслойная последовательность АВСАВСАВС.... Оба вида возможных упаковок обнаружены среди реальных кристаллов. Первый из них, типа АВ, называется гексагональной плотнейшей упаковкой (рис. П1.54, а), а второй, типа АВС, называется кубической плотнейшей упаковкой (рнс. 1П.54, б). В гексагональной упаковке кристаллизуются бериллий, магний, цинк, а медь, серебро, золото и платиновые металлы имеют структуру кубической плотнейшей упаковки. Такая же координация характерна и для кристаллов благородных [c.239]

Переходы ортосиликата кальция из одной модификации в другую сводятся к изменению положения ионов кальция в кристаллической решетке. В а- и -формах этого силиката ионы кальция являются активными координационными центрами здесь имеется плотнейшая упаковка структурных элементов решетки. В отличие от этпгп в— a2Si04 наблюдается низкая плотность упаковки. В связи с этим плотность -формы составляет 3,28 г/см , а 7-формы — только 2,97 г/см переход -формы в 7-форму сопровождается увеличением объема почти на 10%. Если этот процесс начался, то он быстро распространяется на всю массу значительное увеличение объема и выделение теплоты вызывает рассыпание кристаллов в пыль. [c.107]

Многие полиморфные модификации различаются только типом чередования слоев плотнейшей упаковки, например модификации металлов с кубической и гексагональной плотно упакованной структурами, модификации иодида кадмия, сульфида цинка, карборунда и т.д. При заданных давлении и температуре обычно только одна из этих модификаций является термодинамически стабильной, а остальные существуют в ithx условиях вследствие ничтожной скорости превращения н стабильное состояние. В некоторых случаях образуются модификации с очень сложными, многослойными упаковками. Эти модификации назьшаются политип-ными. Склонность к политипии особенно четко выражена у слоистых структур. При политипии существует дальний порядок в чередовании слоев, и этим политипия отличается от дефектов упаковки, когда дальний порядок отсутствует. Некоторые способы синтеза кристаллов (конденсация паров, транспортные реакции) особенно часто сопровождаются образованием политипных форм. Образование дефектов [c.121]

Важными параметрами являются размеры элементарной ячейки их определяют как равновесные расстояния в направлении характеристических осей между центрами частиц, занимающих соседние узлы решетки, и называют постоянными решетками. Более ста лет тому назад А. Брава показал, что существует всего 14 типов элементарных ячеек. Таким образом, кристаллы многих веществ имеют сходную пространственную структуру. Если при этом их химическая природа также подобна, то такие вещества называют изоморфными. Если же эти вещества различной химической природы, их называют изострук-турными. Размещение частиц в пространственной решетке осуществляется таким образом, чтобы обеспечить максимально возможную для данного типа кристалла энергию их связи, а также энергетическую однородность в целом. Для частиц сферической формы наиболее благоприятным часто оказывается такое их размещение, при котором каждая сфера находится в соприкосновении с наибольшим числом ближайших соседей. Подобные пространственные образования называются структурами плотнейшей упаковки. [c.74]

Силы Ван-дер-Ваальса можно считать ненаправленными. Поэтому для молекулярных кристаллов со сферическими или близкими к сфе-рическим молекулами характерна структура кубической (Ne, Аг, Кг, СбНб) или гексагональной (Не, N2, Н2) плотнейшей упаковки. [c.76]

Кристаллическая структура ковалентных твердых тел полностью определяется природой связей. Координационное число многих известных ковалентных кристаллов равно четырем. Это значит, что каждый атом в кристалле образует четыре направленные ксваленткые связи. Направленность связи иск. ючает плотнейшую упаковку кристалла. Примером кристаллической решетки с ковалентными связями служит решетка алмаза (рис. 33). [c.77]

Несмотря на явную сомнительность пренебрежения электронноионным взаимодействием, теория свободного электрона в состоянии объяснить многие свойства металлов. Так, ненаправленный характер связей ионов с электронным газом в металлических кристаллах объясняет их высокую ковкость и тягучесть. По этой же причине чистые металлы должны кристаллизоваться преимущественно в структурах плотнейших упаковок. И действительно, большая часть металлов имеет или гексагональную, или гранецентрированную кубическую плотнейшую упаковку, аналогичную приведенным на рис. 32. [c.80]

Аллотропия может быть обусловлена или различным числом атомов данного элемента в молекуле этого вещества, например кислорода О2 и озона Оз, или различной кристаллической структурой образующихся модификаций, например алмаза и графита. Способность веществ при определенных температурах (давлениях) образовывать в твердом состоянии различные типы кристаллических структур называют полиморфизмом. К образованию полиморфных модификаций способны не только простые вещества, но и соединения например, А12О3 имеет девять модификаций. Аллотропные и полиморфные модификации обозначают греческими буквами а, р, у и т. д., где а — самая низкотемпературная модификация. Низкотемпературные модификации обычно имеют наиболее плотную упаковку атомов в кристаллах. При нагревании осуществляется переход их. к более рыхлой структуре, при этом возрастает неупорядоченность в кристалле (А5> 0) и появляются новые кристаллические структуры. [c.224]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология