Структура твердого вещества

Краевой угол зависит от структуры твердого вещества. Последняя определяет характер связей, обнажающихся на твердой поверхности, которая образуется при измельчении. Если на поверхности имеются некомпенсированные сильные (ионные, ковалентные, металлические) связи, она хорошо смачивается водой. Если связи слабые (молекулярные) или компенсированные сильные, поверхность гидрофобна. Вещества с большими значениями 0 обладают естественной флотируемостью. К ним, например, относится сера, для которой 0 = 85- 88°. Большинство же неорганических веществ при смачивании водой имеет небольшие краевые углы. Например [59, 72] [c.326]

Замечательнейшая способность твердого вещества сохранять форму обусловлена тем, что его структура существует в довольно широком диапазоне изменений температуры и других условий, пока не разрываются связи между структурными единицами. Если это межатомные связи, то структура твердого вещества может обладать высокой устойчивостью. Именно благодаря исключительной прочности и жесткой направленности связей С — С, С — N, В — N, Р — N, Si — О, Si — О — А1, Fe — Fe, Ni — Сг, образованных sp-оболочками атомов элементов главных подгрупп И1—VI групп и d-оболочками атомов переходных элементов, мы имеем целый арсенал превосходных материалов. Связь С — С среди других межатомных связей выделяется так же ярко, как алмаз среди других твердых веществ. Благодаря ее прочности мы можем получать особо легкие жесткие материалы, обладающие в высшей степени ажурной структурой, химически стойкие и жаропрочные, каталитически активные и, наконец, биологически совместимые. На основе углерода природой созданы различные биоматериалы — прочнейшие живые ткани, например, кожа, шерсть, паутина активнейшие реагенты — ферменты, гормоны целые органы и сами организмы. [c.8]

Соединения водорода кислотного или потенциально кислотного характера, например вода Н2О, два атома водорода которой являются акцепторами электронов, с подходящими донорами электронов образуют водородные связи А — Н...В. Последние длиннее ковалентных, но несколько короче ван-дер-ваальсовских связей между молекулами А — Н и В. По своей природе они близки до-норно-акцепторным связям, усиленным электростатическим взаимодействием А —Н+...В , -де В может быть О, Ы, Р, а также С1, 5 и некоторые другие элементы. Очень важной особенностью водородной связи является то, что она всегда служит продолжением по прямой линии связи А — Н. Это обусловлено тем, что неподеленные электроны атома В находятся на вытянутых гибридных орбиталях зр, 5р2, зр , донорно-акцепторное взаимодействие устанавливается при условии копланарности связи А — Ни орбитальной оси неподеленных электронов В. Таким образом, водородная связь — это строго направленная связь. Энергия водородной связи невелика, обычно всего 3—7 ккал/моль. Но в твердых веществах, а также в растворах одновременно образуется множество водородных связен. Вот почему водородные связи прочно соединяют молекулы и вообще отдельные части структуры твердого вещества. Правда, даже при небольшом нагревании эти непрочные связи распадаются, что мы наблюдаем, например, при таянии льда или свертывании белка при нагревании. [c.89]

Определить характер связей в кристаллических структурах твердых веществ KF, Ba l. , сера, иод, карбид кремния. [c.51]

С. 3. Рогинский [29] считает, что активированная адсорбция тесно связана с активными структурами твердого вещества и что изучение ее является вместе с те.м наиболее эффективным и простым методом познания неоднородны.х поверхностей. Исследование активированной адсорбции особо важно для выяснения различных стадий каталитических процессов, для оценки поверхностей, для генезиса катализаторов. Механизм активированной адсорбции значительно проще и доступнее, чем механизм самого катализа, и для изучения его пригодны весовые, объемные и манометрические методы. По С. 3. Рогинскому, активированная адсорбция ближе всего подходит к гетерогенному катализу и является лучшим методом изучения катализаторов и поверхностных явлений. [c.122]

Переход чонов в раствор и обратный процесс — внедрение ионов в кристаллическую структуру твердого вещества — происходят лишь на его поверхности, которая при данной степени измельчения является постоянной величиной. В таком случае на основании закона действия масс состояние равновесия зависит только от произведения концентраций ионов, которое для данного малорастворимого электролита является величиной постоянной. [c.119]

Для определения структуры твердых веществ по уравнению (11,12) сначала вычисляют удельную рефракцию растворенного вещества, которую затем умножают на молекулярный вес и получают молярную рефракцию. [c.84]

Поскольку составной частью прибора РФС является источник рентгеновского излучения, который ионизует образец, этим методом можно определять энергии связывания как валентных электронов, так и электронов оболочки. Обычно используют рентгеновское излучение Ка Mg и А1 с энергией соответственно 1253,6 и 1486,6 эВ. Методом РФС исследовали твердые вещества, газы, жидкости, растворы и замороженные растворы. В случае твердых веществ и замороженных растворов рассчитанные энергии связывания электронов относят к энергии уровня Ферми твердого вещества. Уровень Ферми соответствует высшему заполненному уровню электронного слоя структуры твердого вещества при О К. Уравнение сохранения энергии (16.23) преобразуется к виду [c.334]

Искажение ( аморфизация ) структуры твердого вещества у поверхности, где длины и углы связей иные, чем в глубине вещества, вызывает появление в его энергетическом спектре локализованных поверхностных состояний. [c.99]

Структура твердого вещества во многих случаях складывается не из одинаковых, а из разных структурных единиц, нередко и очень сложных, и не путем одного лишь межмолекулярного взаимо-действия но и при участии межатомных связей, которые, как мы отмечали, могут возникать и разрываться в процессе отвердевания. При этом одни части структуры фиксируются под некоторыми углами по отношению к другим ее частям. Ясно, что о плотнейшей укладке структурных единиц при сколько-нибудь значительном участии в процессе отвердевания ковалентных связей не может быть речи. В таких случаях часто образуются не кристаллические, а аморфные вещества с непериодическим строением или вещества, частично кристаллические, частично аморфные. Не удивительно, что последние чаще всего встречаются среди полимеров, в структуре которых главную роль играют ковалентные связи, а структурные единицы, из которых строятся подобные вещества,— это молекулы и макромолекулы нередко самой разнообразной кон-, фигурации. [c.7]

Проникая в твердое вещество, излучение в зависимости от величины его энергии может затрагивать только валентные электроны, всю электронную оболочку атомов или же, при достаточно высокой энергии, и атомные ядра. В последнем случае оно производит не только возбуждение электронов, ионизацию, но и смещение атомов данного вещества из их нормальных положений. Зто относится как к электромагнитному излучению (видимому свету, ультрафиолетовым и рентгеновским лучам, 7-излучению), так и к потокам частиц (электронов, ионов, например, протонов или а-частиц и др.). При этом энергия излучения трансформируется частично в тепловую, вибрационную энергию твердого вещества, которая передается соприкасающимся с ним веществам, а частично в электромагнитное излучение сниженной частоты по сравнению с частотой поглощенной лучистой энергии. Местные изменения структуры твердого вещества, возникающие при его взаимодействии с излучением высоких энергий, принято называть радиационными дефектами. Радиационные дефекты, равномерно распределенные по всему сечению луча, проникающего в твердое вещество, создаются фотонами, электронами, а-частицами и т. д. [c.121]

Образованные по атомному типу твердые вещества характеризуются обычно высокими температурами плавления и большой твердостью. Обе эти особенности обусловлены тем, что ковалентные связи соединяют атомы друг с другом весьма прочно. Типичным примером обладающих атомной структурой твердых веществ может служить алмаз, в котором каждый, атом углерода непосредственно связан с четырьмя другими. [c.107]

Некоторые следствия из предположения о каркасном строении твердых веществ. Существование в структуре твердых веществ типа силикагеля или активированного угля остова, т. е. непрерывной линии, сети или трехмерного каркаса ковалентных связей, подтверждено рядом специально поставленных опытов. Идея этих опытов заключалась в том, что при дроблении твердых веществ, [c.65]

Мы видим, что действие различных видов излучения на твердое вещество может быть очень различным. Но часто необходимо, не вникая в подробности, охарактеризовать или, что еще важнее, предсказать действие излучения на вещество. Для этого можно воспользоваться представлением о радиационных дефектах в структуре твердого вещества. С этой точки зрения действие излучения зависит не столько от его природы, сколько от величины энергии, вносимой в твердое вещество. В то время как излучение малой энергии, например инфракрасная радиация, лишь до- [c.141]

Определяющее влияние на формирование структуры твердого вещества оказывает природа связи. Вместе с тем здесь действуют и- другие факторы природа структурных единиц — их состав, строение, формы, размеры — и такой важный фактор, как энергетическое состояние вещества. Ионные, атомные, молекулярные и макромолекулярные структурные единицы образуют соответствующие кристаллы или же тела непериодического строения. Большему или меньшему значению свободной энергии отвечают модификации вещества различной плотности, в том числе огромное число метастабильных модификаций. [c.155]

Остов, таким образом, является общей характеристикой структуры твердого вещества, независимо от того, находится ли оно в кристаллическом или аморфном состоянии. В отличие от кристаллической решетки это не воображаемая, а реально существующая и притом наиболее устойчивая система атомов, связанных химическими связями. Остов многих твердых соединений может быть выделен в свободном состоянии (см. гл. VI). [c.163]

Энтропия S — весьма важное понятие, характеризующее возможные состояния вещества и их непрерывные изменения. Любому состоянию вещества, взятого при определенных условиях, отвечает большое разнообразие микросостояний. Зто обусловлено тем, что частицы вещества ионы, атомы и молекулы в кристаллических структурах твердых веществ, молекулы жидкостей, газов и составляющие их атомы — совершают непрерывные колебательные движения, переходя в каждый данный момент из одного микросостояния в другое. Чем больше число отдельных, непрерывно изменяющихся микросостояний вещества, тем больше неупорядоченность его общего состояния, мерой которого служит энтропия [c.76]

Как отражаются особенности структуры твердых веществ на потенциальной кривой [c.211]

Для ионных веществ характерна высокая температура плавления. Плавление происходит при такой температуре, когда упорядоченная структура твердого вещества уступает место беспорядочному расположению образующих его частиц. Между частицами, из которых состоят ионные вещества, действуют настолько большие силы взаимодействия, что для их преодоления требуются высокие температуры. В качестве примера укажем, что хлорид натрия плавится при 800°С, а фторид калия — при 880°С. [c.129]

Рис. III-58. Основные типы структур твердого вещества,

Одно и то же твердое вещество в зависимости от условий синтеза может получаться в разных энергетических состояниях, каждому из которых соответствует своя структура. Твердое вещество может иметь в высшей степени большое число энергетических состояний. Поскольку межатомные расстояния и углы между связями могут изменяться в довольно широких пределах, в таких же пределах происходит изменение энергии связи и, следовательно, энергетического состояния вещества, которое зависит от энергии валентных электронов. Но изменение межатомных расстояний и угла между связями только для двух соседних атомов, находящихся в структуре твердого тела, влечет за собой некоторое изменение всех длин и углов связей, вообще некоторое изменение взаимного положения всех атомов данного твердого тела, и, следовательно, имеет своим конечным результатом образование видоизмененной структуры соответствующего вещества. Таким образом, существует в высшей степени большое количество вариантов структуры твердого вещества данного состава. В процессе кристаллизации обычно можно получить только довольно ограниченное число модификаций, отвечающих в данных условиях наиболее бедным энергией состоянием данного вещества. Отвердевание атомных соединений, ведущее к образованию аморфного вещества, в зависимости от условий, в которых оно протекает, позволяет получать то одни, то другие непериодические структуры. Очевидно, существует огромное количество аморфных твердых тел одинакового состава, но разного строения. Это обстоятельство обычно ускользает из поля зрения исследователей. Но более точное изучение строения различных стеклообразных веществ (таких как кварцевое стекло, халькоге-нидные стекла или органическое стекло), а также гелей показало, что несмотря на один и тот же состав отдельные образцы подобных веществ, полученные ири различных условиях, имеют различную структуру. Так, различна структура стекол, полученных при различных температурах и давлениях гели одного и того же состава часто имеют неодинаковую пористую структуру, например неодинаковое распределение по объему геля микро- и макропор ири постоянном соотношении объемов последних. Вообще, варьируя давление и температуру, можно получать твердые вещества одного и того же состава, но различной плотности и, следовательно, различного строения. Кварцевое стекло, полученное иод высоким давлением, приближается по плотности к кварцу. Насколько далеко может заходить ири этом превращение вещества, видно из факта получения таких совершенно непохожих друг на друга модификаций кремнезема, как кварц, тридимит, кристобалит, а также стешовит. Расчеты показывают, что при определенных высоких [c.156]

С этой точки зрения следует различать четыре основных типа структур твердого вещества, схематически показанные на рис. П1-43. [c.89]

По мере достижения пороговой концентрации асфальтенов происходит расслоение и они выделяются в отдельную фазу в виде ассоциатов. Структура ассоциатов, формируемая за счет сил межмолекулярного взаимодействия, в дальнейшем определяет структуру твердого вещества. На этой стадии система переходит в пластическое состояние. [c.182]

Рассмотрим колебания молекул твердого тела вокруг положения статистического равновесия. Нагревая тело, и не доводя его до температуры плавления, мы повышаем амплитуду колебаний отдельных молекул, не изменяя ничего в структуре и свойствах самих молекул. Характеристические частоты самих молекул не изменя1ся в самых широких пределах будут ли молекулы находиться в структуре твердого вещества, в жидко- [c.69]

Использовалась элементная сера — попутный продукт переработки нефти, исследованы пять (исходный и четыре механически обработанных) образцов. Седиментационный анализ показал, что измельчение завершается на начальных (первые два образца) этапах обработки, в результате основная часть порошка (95%) имела размеры в интервале от 1-годо Юмикрон. Рентгенофазовый анализ показал на существенные изменения структурных характеристик материала на всех этапах механической обработки наблюдались сдвиги рентгеновских линий, свидетельствующие о наличии однородной упругой деформации макроскопических областей, разупорядочении атомов кристаллической решетки, а следовательно, к одинаковому сдвигу атомов от их нормального, что проявляется в изменении периодов решетки. Наряду со сдвигом линий зафиксировано уширсние линий, указывающее на флуктуацию межплоскостных расстояний и постоянных решетки вокруг некоторого среднего значения. Оба вида структурных изменений могут рассматриваться как искажения решетки, служить мерой несовершенства структуры твердых веществ и в конечном итоге привести к изменению растворимости и реакционной способности серы. [c.104]

Соединения включения образуются двумя или несколькими разными веществами, когда молекулы одних веществ играют роль хозяина , а других — роль гостей . Последние размещаются между молекулами или макромолекулами вещества-хозяина в полостях, между слоями, или в каналах структуры. Такая структура возникает в процессе образования соединения включения путем связывания молекул вещества-хозяина нодородными связями или уже существует в готовом виде, например в полимерах. Молекулы-гости располагаются в полостях вещества-хозяина не свободнее, но и не теснее, чем позволяют ван-дер-ваальсовские радиусы. Они попадают в окружение такого большого числа молекул основного вещества-хозяина, что энергия их связи достигает сравнительно большой величины, а именно 5—10 ккал/моль, повышаясь в отдельных случаях до 20 ккал/моль. Сосредоточение ван-дер-ваальсовских и водородных связей в структуре твердого вещества, повышение их роли до роли основного структурообразующего фактора— явление очень распространенное в области твердых веществ, многие из которых представляют собой молекулярные соединения— аддукты того или иного вида. Заметим, что соединений включения не образуют ни ионные соединения, в частности соли, ни металлы, в структуре которых преобладают ненаправленные связи. [c.24]

Иначе говоря, любая координационная структура представляет собой остов в чистом виде , каркасные же структуры имеют остов, несущий на себе облекающие, но не входящие в его состав структурные единицы. В отличие от координационных структур, все другие структуры гетеродесмичры. Это легко объясняется тем, что в каждой из них только часть структурных единиц входит в остов, остальные же структурные единицы облекают его, уравновешивая тем самым структуру твердого вещества. Но структурные единицы остова связаны между собой более прочными связями, чем с облекающими структурными единицами. Отсюда — ге-теродесмичный характер цепочечных, слоистых и каркасных структур. [c.80]

Совершенно, очевидно, что в, изолиронанных атомах и молекулах электрон в основном состоянии находится неопределенно долгое время. Следовательно, ширина энергетического уровня в данном случае исчезающе мала. Время жизни электрона в возбужденном состоянии в изолированных атомах и молекулах — величина порядка 10 с. При подстановке этого значения Ai в (VIII. 14) получаем, что ширина уровня для данного состояния измеряется величинами порядка 10 эВ. Отсюда видно, насколько резко электронная структура твердого вещества отличается от электронной структуры соответствующих атомов и молекул. Огромное количество разрешенных энергетичейких уровней, занятых и свободных, удаленных друг от друга, сближенных и даже накладывающихся друг на друга, предопределяет особенности свойств вещества, находящегося в твердом состоянии. [c.104]

Идею о существовании остова в строении сложного вещества интересно сопоставить с общим представлением о химическом строении вещества, особенно о существовании радикалов. Предположение о существовании радикалов —особо устойчивых групп, входящих в строение молекул, — впервые высказал Лавуазье (1789 г.). Эта гипотеза была экспериментально обоснована Велером и Либихом (1832 г.), доказавшими существование радикалов в строении ряда органических молекул. Возникшая на почве, подготовленной дуалистической теорией Берцелиуса, теория радикалов была развита А. М. Бутлеровым (1861 г.) и включена в общую теорию химического строения. Синтезировав трифенилметил, М. Гамберг (1900 г.) реализовал предсказание теории о существовании свободных радикалов, выделение которых сегодня уже не вызывает сенсацию. Представление о радикалах прямо приводит к остовной гипотезе, которая предполагает существование в структуре твердых веществ макрорадикалов. [c.169]

Расчеты на основе подобных фотографий позволяют не только устанавливать взаимное пространственное расположени е частиц, но и получать указания по вопросу о самой их природе. С этой точки зрения следует различать четыре основные типа структур твердого вещества, схематически показанные на рис. 111-58. [c.107]

Упорядоченная структура твердого вещества. может утрачиваться НС полностью. В случае воды, например, жидкость можно представить как совокупность льдообразных участков, разделенных бесструктурпы.ми зонами. Эти структуры постоянно образ ются и разрушаются, так что в один момент времени данная молекула воды может на.чодиться в льт,ообразно.м окружении, а в другой— в. бесструктурной зоне. Это показано на рис. 15. [c.29]

Процесс массопереноса состоит, как правило, из нескольких последовательных стадий. Иными словами, поток компонента, переносимого из одной фазы в другую, преодолевает несколько последовательных сопротивлений. Так, при кристаллизации из растворов кристаллизующееся вещество вначале преодолевает сопротивление слоя жидкости у поверхности кристалла, а затем происходит собственно присоединение подведенного вещества к кристаллической рещетке. При экстрагировании целевой компонент транспортируется из пористой структуры твердого вещества, а затем отводится от наружной поверхности в основную массу экстрагента. Адсорбция обычно состоит из трех последовательных стадий подвода адсорбтива из потока парогазовой смеси к наружной поверхности твердого поглотителя, проникновения целевого компонента внутрь пористого массива адсорбента и присоединения молекул адсорбтива к активным центрам на внутренней поверхности пор поглотителя. Процесс сушки заключается в перемещении влаги по капиллярно-пористой массе высушиваемого материала, после чего происходит транспорт влаги от поверхности в псггок сушильного агента. Параллельно с транспортом вещества при термической сушке происходит перенос тепла. Каждая из последовательных стадий имеет свое сопротивление, а его общая величина равна сумме отдельных сопротивлений. [c.14]

Рентгеноструктурный анализ чаще всего применяют для исследования структуры твердых веществ, электронографию — для исследования газов и твердых веществ, нейтронографию — для исследования жидкостей и твердых веществ. При изучении технологии исследователя прежде всего интересует, какие кристаллические фаз1Ы входят в состав вещества, т. е. данные фазового анализа, например реитгенофазового. [c.201]