Связь между составом и кристаллической формой

С точки зрения внутреннего строения кристаллов можно дать более строгое определение изоморфизма, чем с точки зрения внешней кристаллической формы. Гольдшмидт называет изоморфными такие вещества, которые обладают аналогичной кристаллической структурой. Между тем, тип кристаллической структуры определяется открытым им основным законом кристаллохимии. Следовательно, два вещества будут изоморфными, если они имеют одинаковое численное соотношение различных строящих кристаллы частиц, т. е. если состав обоих веществ может быть представлен одной общей формулой, например АХ. При этом заряд частиц не обязательно должен быть одинаковым. Кроме этого, соотношение размеров различных частиц в обоих веществах должно быть близким. Сходными должны быть также поляризационные свойства и тип связи. Поскольку, однако, закон Гольдшмидта не является строгим количественным законом, то и основанное на нем определение изоморфизма нельзя считать строгим, так как необходимая степень сходства не охарактеризована в нем с количественной стороны. [c.86]

Трудно себе представить, что алмаз, обладающий столь высокой твердостью, является одной из форм углерода, другая форма которого-—графит. Все-таки удивительно, что графит и алмаз имеют один и Тот же химический состав, хотя алмаз наиболее твердый из всех Природных материалов, а графит используется для изготовления карандашей. Еще более поразительно сопоставление алмаза и аморфных (некристаллических) форм углерода древесного угля, кокса сажи. Громадная разница в свойствах графита и алмаза обусловлена Различным пространственным расположением атомов углерода в этих Двух минералах. В алмазе, имеющем кубическую кристаллическую уктуру, каждый атом углерода окружен четырьмя такими же Томами, образующими правильную четырехгранную пирамиду. Очень "Рочные химические связи между симметрично расположенными Томами объясняют высокую твердость алмаза. Графит же имеет Слоистую структуру, где наиболее прочные связи между атомами Углерода существуют внутри слоя, в котором атомы образуют Гексагональную сетку. Связь же между отдельными слоями очень Слабая, поэтому соседние слои могут легко скользить относительно [c.61]

Многие химические элементы образуют не одно, а несколько простых веществ. Эта способность химического элемента существовать в виде нескольких простых веществ называется аллотропией. Простые вещества, образованные одним и тем же элементом, называются аллотропными видоизменениями (модификациями) данного элемента. Явление аллотропии — наглядное подтверждение различия между простым веществом и химическим элементом. Существование аллотропных видоизменений связано с различным строением кристаллических структур простых веществ или с различием числа атомов, входящих в состав молекул отдельных аллотропных форм. Например, углерод имеет аллотропные формы алмаз, графит, кар-бин кислород — молекулярный кислород Og и озон Од. [c.30]

Из всего сказанного следует, что нри изучении влияния примесей на свойства прежде всего необходимо уточнить местоположение примеси. Иначе интерпретация экспериментальных данных будет затруднена. Второе обстоятельство, которое также должно учитываться, обусловлено наличием межфазных границ между отдельными кристаллами поликристаллического вещества. Они обычно разделены между собой воздухом, другим каким-либо газом или жидкостью. Присутствие воздуха или другой газообразной фазы не требует особых пояснений. Оно связано лишь с тем, в какой среде производятся измерения. Появление жидкой фазы связано со способностью веществ поглощать влагу из окружающей среды. Здесь имеется в виду гигроскопическая влага. Особенно существенно влияние гигроскопичности для кристаллических веществ, обладающих низкой гигроскопической точкой. Присутствие жидкой фазы в значительной мере сказывается на электрических свойствах. Гигроскопическая влага частично растворяет кристаллы. Образуется раствор, проводимость которого во много раз выше, чем у самих кристаллов соли. То же относится и к его диэлектрической проницаемости. В известной мере вода оказывает влияние и на термическую устойчивость вещества и его механические свойства. И, наконец, третьей особенностью является зависимость свойств от условий получения от того, с какой скоростью проводится кристаллизация, нри каких температурах и скоростях перемешивания, существенно зависят дисперсионный состав осадка (распределение кристаллов осадка по размерам), габитус кристаллов и наличие в них различных дефектов. От формы и размеров кристаллов, от количества и природы дефектов зависят и свойства вещества. Так как указанные факторы сами по себе трудно поддаются учету, чистое вещество и образцы, содержащие то или иное количество примеси, необходимо получать но возможности в одних и тех же условиях. Чтобы выявить зависимость свойства от содержания примеси, обязательно нужно производить измерения и для эталонного образца, отличающегося от остальных только по концентрации примеси. [c.94]

На рис. 12 приведены плоскостные схемы всех рассмотренных типов кристаллических решеток. Однако, принимая такую классификацию кристаллов, всегда нужно иметь в виду, что характер разных связей даже в одном и том же кристалле может быть не одинаковым и классификационные признаки не всегда четко и хорошо выражены. Наряду с кристаллами, относящимися к одному из четырех рассмотренных видов связи, существуют кристаллы с различными переходными и смешанными формами связи. Это, например, целиком относится к кристаллогидратам, в которых встречаются одновременно ионный тип связи между катионами и анионами соли, ковалентная связь между атомами, входящими в состав аниона, а также полярные связи внутри молекул воды и ионоди-польная связь молекул с ионами. [c.34]

Что касается до гидратов, образуемых низшими формами R O, RO, R O , то они обладают свойствами щелочными, более или менее ясно высказанными, и в обычных своих солеобразных соединениях не представляют состава нормальных и ортогидратов, а приближаются к неполному гидрату. Так, едкий натр имеет состав NaHO, а отвечающий ему нормальный гидрат должен иметь состав NaH O. Таков, или вероятно таков, состав кристаллического гидрата натрия. Подобный же состав, то есть с 4-мя атомами кислорода, представляют и многие взаимные соединения основных окислов, нанр. шпинель MgAPO, магнитный железняк Fe 0 и др. Здесь должно видеть одну из тех многочисленных связей, какие существуют между гидратной водою и во дою кристаллизационной, но этот вопрос мы будем рассматривать еще неоднократно, а потому теперь над ним не останавливаемся. [c.347]

Законы минералогии, как и других естественных наук, относятся к трем категориям, определяющим предметы видимого мира к форме, содержанию и свойствам. Законы форм подчиняются кристаллографии законы свойств и содержания управляются законами физики и химии. Хотя каждая из этих наук достигла многого по отношению к ископаемому царству, однако несомненно, что только слияние выводов из всех трех наук может дать истинно ясное понятие как о сущности всего царства, так об отдельных группах и о самих неделимых. Законы, связующие форму и содержание, т. е. кристаллический вид и химический состав, — самые обильные последствиями для науки. Причина, заставляющая тела принимать определенную геометри[230]ческую форму, нам неизвестна, да и едва ли постижима, потому должно искать средства согласить состав и форму по внешним, доступным для нас явлениям. Согласить форму и состав весьма легко, если бы мы знали законы внутреннего устройства тел. Потому-то видим, что соотношения между содержанием и формою во все времена подавали повод к заключению о внутреннем строении тел . [c.556]

Специфичность, которую проявляет фермент в отношении субстрата как при образовании комплекса, так и при каталитическом химическом превращении, обусловлена существованием на поверхности фермента специфического участка. Этот участок фермента называется его активным центром. Исходя из размера молекулы субстрата, которая узнается активным центром, например молекулы лактозы, можно подсчитать, что активный центр соответствует участку примерно в400А . Таким образом, активный центр составляет лишь небольшую часть всей поверхности фермента. Многие ферменты, особенно те, которые состоят из одной лишь полипептидной цепи, обладают только одним активным центром. Однако молекула р-галактозидазы имеет четыре активных центра — по одному на каждую из четырех идентичных полипептидных цепей, участвующих в образовании ее четвертичной структуры. Подробная молекулярная картина активного центра была получена впервые в 1964 г., когда был проведен рентгеноструктурный анализ третичной структуры кристаллического фермент-субстратного комплекса. Полученные результаты показали, что субстрат располагается в небольшом углублении на поверхности фермента и окружен примерно 20 аминокислотами полипептидной цепи. Именно эта группа аминокислот и входит в состав активного центра, а боковые цепи этих аминокислот образуют с субстратом слабые химические связи. Сродство фермента к субстрату отражает образование этих связей. Следует, однако, отметить, что аминокислоты, составляющие активный центр, расположены на полипептидной цепи отнюдь не рядом. Наоборот, они очень отдалены друг от друга в первичной структуре и сближаются только в результате образующих третичную структуру искривлений полипептидной цепи. Таким образом, наличие активного центра —это следствие трехмерной конформации фермента. Специфическое узнавание субстрата активным центром обусловлено природой и точным пространственным положением боковых цепей, составляющих активный центр аминокислот. Аминокислоты, входящие в состав активного центра, образуют приемник , форма которого хорошо приспособлена к идеальному субстрату и обеспечивает возможность образования слабых химических связей между ферментом и субстратом. [c.105]

Высокополимерные формы полуметаллов и их соединений по мере увеличения атомного веса входящих в их состав элементов все более отличаются от неорганических высокополимеров. Прочность связи уменьшается прежде всего потому, что валентные электроны все более удаляются от ядра. Кроме того, если для легких атомов, у которых общая электронная пара локализуется в пространстве между атомами, характерны тетраэдрические связи, то с увеличением атомного веса элементов связи между ними обусловливаются резонансом между электронами в р-состояниях. Резонансная система обусловливает повышение реакционной способности по аналогии с сопряженной системой двойных связей в органической химии. Оба этих эффекта вместе обусловливают превращение аморфных форм высокополимеров в упорядоченные, т. е. кристаллические, которые значительно реже встречаются у органических высокополимеров. Указанное превращение неорганических полимеров проходит тем легче, чем больше атомные веса элементов. Понятно, что этим объясняется исключительно резкое понижение температур кристаллизащ и, наблюдающееся с ростом атомных весов (см. табл. 1). [c.60]

В то же время реакция глубокого разложения диэтилсульфида ускоряется апротонными катализаторами [102]. Вероятно, на них реакция протекает через стадию образования донорно-акцепторного комплекса с участием атома серы диэтилсульфида и катиона. Подтверждение этому получено при сопоставлении рядов активности катализаторов и величин, характеризующих акцепторную способность катионов. Так, наблюдается симбатное изменение активности катализаторов и величин, характеризующих константу устойчивости комплексов с серосодержащими лигандами (метионином, цистеином, о-этилтио-бензойной кислотой), с величинами поляризующего действия катиона, определяемого по отношению заряда иона и его радиуса е/г), а также симбатно связанными с ними величинами потенциалов ионизации ионов металла или сродства иона металла к электрону с разностью электроотрицательности металла и кислорода или серы, в первом приближении характеризующей степень ионности связи, и с расстоянием металл-неметалл в кристаллической решетке катализатора. Существование указанной корреляции служит подтверждением правильности представлений о том, что активность катализаторов связана главным образом с акцепторной способностью катиона, входящего в состав катализатора. Как показывают ИК спектроскопические исследования [101], на цеолитах в металлзамещенной форме MNaY (М = Li, К, Na, Rb, s) диэтилсульфид хемосорбируется на поверхности с образованием координационной связи между атомом серы сульфида и катионом, о чем свидетельствует наличием полос поглощения v = 2964-2975 см в области симметричных колебаний диэтилсульфида. На таких катализаторах происходит разложение диэтилсульфида по обеим связям -S, но не образуется этантиол. Реакционная спо- [c.43]