Формирование и устойчивость ионных кристаллов

Самопроизвольное возникновение зародышей вызвано флюктуациями — оно заключается в появлении в разных точках объема пересыщенного раствора мельчайших упорядоченных образований из ионов и молекул. Чрезмерно малые образования вновь распадаются, те же из них, которые имеют размеры, большие некоторой критической величины, зависящей от пересыщения, становятся зародышами будущих кристаллов. Образование новой твердой фазы связано с возникновением границы раздела фаз, обладающей избыточной свободной поверхностной энергией. Избыточная свободная энергия незначительно пересыщенного раствора для формирования устойчивых зародышей может оказаться недостаточной. Вообще, вероятность образования зародышей возрастает с увеличением пересыщения. При небольших же пересыщениях зародыши могут образоваться только на уже существующих поверхностях — на пылинках, на стенках кристаллизатора или на специально опускаемых в раствор предметах. Начальную стадию кристаллизации можно значительно ускорить искусственным введением в раствор зародышей — мелких частиц кристаллизующегося вещества. Зародыши не должны быть меньше определенных для данного вещества и температуры размеров, так как очень мелкие зародыши могут оказаться термодинамически неустойчивыми и будут растворяться, увеличивая пересыщение раствора. Для получения крупных кристаллов число зародышей должно быть невелико. [c.40]

В связи с тем, что синтез аметиста проводится в калийсодержащей системе и для многих природных его кристаллов характерно повышенное содержание примеси калия, интересно рассмотреть роль калия в формировании центров аметистовой окраски. Исследование физических свойств аметиста не давало каких-либо данных, указывающих на то, что калий входит в структуру центра. Кроме того, трудно ожидать вхождение крупного иона калия (/ = 0,133 нм) в структурные каналы, радиус которых не превышает 0,1 нм. Поэтому можно полагать, что роль калия сводится лишь к созданию благоприятных условий для вхождения структурной примеси железа в кварц. Действительно, в указанной системе при параметрах синтеза не образуется устойчивых железистых силикатов, ионы железа остаются свободными и могут захватываться гранями ромбоэдров в виде структурной примеси. В этих условиях небольшое количество калия в качестве неструктурной примеси может поглощаться кристаллом, с чем и связано повышенное содержание его в природных и синтетических аметистах. [c.182]

Вторая стадия процесса выделения осадка — линейный рост зародышей — наступает после образования устойчивого критического зародыша — центра конденсации. Скорость этого процесса зависит от относительного пересыщения и размера самого зародыша. В основном он определяется диффузией выделяющегося из раствора вещества к поверхности зародыша. При малых пересыщениях образование твердой фазы протекает медленно и обычно получаются хорошо образованные кристаллы, с ростом пересыщения размер кристаллов уменьшается и можно получить частицы коллоидных размеров. По современным представлениям, новая твердая фаза, возникающая в пересыщенных растворах, в процессе формирования неизбежно проходит стадию коллоидной дисперсности. В зависимости от условий пересыщения раствора, свойств образующейся фазы, наличия в растворе поверхностно-активных веществ, коагулирующих ионов и др. процесс может либо затормозиться на этой коллоидной стадии, в результате чего образуется стабильная система золя, либо протекать в направлении укрупнения первичных частиц во времени. В том случае, когда укрупнение первичных частиц новой фазы происходит путем их агрегации, мы имеем типичный случай коагуляции в момент образования, характеризующейся рядом специфических особенностей. В процессе роста кристаллов или агрегатов их размеры и вес могут достичь столь значительной величины, что начинает сказываться сила тяжести и они оседают. [c.132]

Изучение кристаллизации комплексных соединений, содержащих во внутренней сфере органические вещества, представляет значительный интерес по разным причинам. К их числу относятся важность синтеза органических комплексов как таковых, расширение сферы используемых растворителей и, наконец, особенности формирования кристаллов подобного химического состава. Для кристаллизации таких комплексов должны быть справедливы общие положения теории кристаллизации. Однако формирование их кристаллов интересно с точки зрения особенностей строения кристаллической решетки, механизма роста граней, устойчивости комплексных ионов в среде растворителя и структуры самих растворов, которая конечно налагает свой отпечаток на ход кристаллизации. [c.268]

Координационно-насыщенные комплексы вследствие неустойчивости проявляют склонность к поляризации. При этом часть ионов 51 (0Н)5 " образует агрегаты на основе водородной связи, которые в процессе дальнейшей эволюции превращаются в крупные полианионы, адсорбирующие ионы натрия. Происходит образование коллоидных частиц, которые могут адсорбироваться растущими кристаллами в виде неструктурной примеси. Дальнейшее агрегирование коллоидных частиц приводит к появлению самостоятельной фазы — геля кремневой кислоты с переменным содержанием Na02, 5102 и Н2О. В результате взаимодействия Дегидрационной поликонденсации с формированием прочной си-локсановой связи и устойчивого аниона [5120(0Н)8] реализуется гидротермальный рост кристаллов кварца на затравочных поверхностях при их взаимодействии с истинно растворенной формой кремнезема. С поликонденсацией координационно-ненасыщенных ионов до образования устойчивых форм [5 0(ОН)в] и [51з02 (ОН) ]з- может быть связан процесс спонтанного зарождения кристаллов кварца, причем устойчивость силикатных ионов повышаете с возрастанием щелочности среды, что приводит к снижению вероятности спонтанной кристаллизации. Подтверж- [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология