Кристаллы расположение атомОв

Наличие неподеленных пар электронов у кислорода и смещение обобществленных электронных пар от атомов водорода к атому кислорода обусловливает образование водородных связей между кислородом и водородом. Водородные связи обусловливают ассоциацию молекул воды в жидком состоянии и некоторые ее аномальные свойства, в частности, высокие температуры плавления и парообразования, высокую диэлектрическую проницаемость, максимальную плотность при 4°С, а также особую структуру льда. В кристаллах льда молекула воды образует четыре водородные связи с соседними молекулами, что приводит к возникновению тетраэдрической кристаллической структуры. Расположение молекул в таком кристалле отличается от плотной упаковки молекул, в решетке много свободных мест, поэтому лед имеет относительно невысокую плотность. [c.83]

Алмаз-, насыщенные органические соединения. Кристаллическая структура алмаза представляет собой первый пример правильного тетраэдрического расположения связей углерода. В этом кристалле каждый атом углерода соединен с четырьмя равноудаленными соседями, и соответственно способ образования связей, показанный на рис. 21.1, сохраняется во всем кристалле. Валентные углы и длины связей С—С (1,54 А) име- [c.7]

Оно основано на предложенном им понятии электронной концентрации. Эта последняя равна среднему числу валентных электронов, приходящихся на один атом в кристалле. Каждый атом в металле окружен в среднем числом электронов, равным электронной концентрации. По мнению Юм-Розери, положение каждого атома в металле определяется его притяжением к почти свободным электронам, расположенным около него. Поэтому в разных металлах и сплавах, имеющих одинаковую электронную концентрацию, структуры должны быть подобны. В некоторых случаях правило Юм-Розери оправдывается. Но 01Ю имеет множество отклонений. С его помощью нельзя объяснить полиморфные переходы в металлах и то, что многие из них плавятся без изменения электронной концентрации. Ясно, что электронная концентрация — не единственный фактор, определяющий структуру чистого металла. Это видно также из анализа строения сплавов, где появляются исключения почти при любой попытке объяснения структуры, основанной на понятии электронной концентрации [13]. [c.176]

Рентгеновский анализ показал, что кристаллы могут быть подразделены иа три важнейших класса. В первом из них, к которому относятся гомеополярные или ковалентные кристаллы, расположение атомов в точности такое, какого можно ожидать, предполагая, что они удерживаются в кристалле гомеополярными валентными связями. Так, например, в алмазе каждый углеродный атом окружен четырьмя другими, причем расположены они симметрично, а именно так, что линии, идущие от центров, образуют тетраэдрические углы. Ко второму классу относятся такие кри- [c.280]

Неправильное расположение отдельных атомов в кристаллической решетке создает точечные дефекты. В кристалле, состоящем из одинаковых атомов, например в кристалле металла, в каком-то участке решетки может отсутствовать один из атомов. На его месте будет полость, вокруг нее — искаженная структура (рис. 1.90а). Такой дефект называется вакансией. Если же атом данного вещества или атом примеси попадает между атомами в узлах решетки (рис. 1.906), то возникает дефект внедрения. [c.151]

Индицирование рентгенограмм так же, как и определепие периодов кристаллической решетки, является начальным этапом установления атомной структуры кристаллов, т. е. нахождения взаимного расположения ато- [c.275]

Понятна о центрах люминесценции формировалось постепенно. Первоначальные воззрения Ленарда [157 были основаны на опытах с сульфидами щёлочноземельных металлов. По его представлениям атом активатора в них химически связан с основными компонентами решётки за счёт побочных валентностей и образует как бы сложную молекулу. Состав такой молекулы не может быть выражен обычной химической формулой. Стехиометрические соотношения в ней очень неопределённы на один чуждый атом может приходиться различное число основных элементов кристалла, расположенных в виде цепи или замкнутого кольца. В такой громоздкой искусственно созданной молекуле-центре протекают акты поглощения и излучения. Процесс возбуждения состоит в отделении электрона от атома активатора. Возбуждённый электрон не выходит, однако, за пределы центра и при возвращении в первоначальное состояние даёт начало люминесцентному излучению. Возбуждённое состояние может быть достаточно устойчивым в зависимости от степени энергетической изолированности центра. Это объясняет случаи длительного послесвечения. Последнее тем больше, чем меньше число атомов активатора сами центры при этом крупнее и активные атомы лучше изолированы от окружающей обстановки к друг от друга. [c.267]

Под действием электромагнитного поля рентгеновских лучей электроны атомов, входящих в кристаллическую решетку вещества, начинают колебаться. Частота вынужденных колебаний электронов будет равна частоте электромагнитного поля первичного пучка рентгеновских лучей. Колеблющийся атом становится источником электромагнитных волн, распространяющихся от него во все стороны с частотой, равной частоте первичного луча. Расположение атомов в любой кристаллической решетке закономерно и расстояния между ними в данном направлении одинаковы, поэтому лучи, рассеянные отдельными атомами, будут интерферировать между собой. Интенсивность их в одних направлениях будет получаться значительно больше, чем в других. Следовательно, для рентгеновских лучей кристалл является трехмерной дифракционной решеткой, [c.111]

Прежде всего выясним, сколько всего расположений возможно для четырех атомов в девяти клетках, т.е. для газов и кристаллов в целом. Первый атом может занять любое из девяти мест в нашей Вселенной. Для второго атома остается уже восемь незанятых мест, для третьего-семь и для четвертого-только шесть. Следовательно, полное число способов размещения четырех атомов в девяти клетках должно быть равно [c.57]

В кристаллах, которые образуются с помощью ковалентных связей, частицами, их образующими и закономерно расположенными в пространстве, служат нейтральные атомы, связанные между собой ковалентной связью. Классическим примером таких кристаллов является алмаз. В нем каждый атом углерода связан с четырьмя другими углеродными атомами. Атомы образуют непрерывную пространственную решетку, причем связь между ними неполярная. Кристаллам алмаза по характеру связи подобны кристаллы карборунда, хотя в этом случае уже сказывается неко торая полярность связи. [c.125]

Горячий атом, перемещаясь в кристаллах, в первые мгновенья (порядка Ю- се/с) вырывает атомы вдоль своего пути и сообщает значительные количества энергии, достаточные для перехода их в возбужденные состояния и последующего подобного воздействия их на соседние с ними атомы. Такой процесс каскадного характера вызывает как бы разложение или плавление кристалла в малом элементе объема. Расходуя на это значительную часть своей избыточной энергии, горячий атом постепенно остывает. При этом он может продвигаться на расстояние до 1000 А от точки своего возникновения. Повышенный запас энергии в элементе объема кристалла вдоль пути горячего атома в короткое время (порядка 10"" сек) рассеивается, но в нем в той или другой степени остаются нарушения первоначального состава и упорядоченного расположения частиц. [c.557]

В первом приближении атомы кремния и кислорода расположены здесь в шестигранных ячейках. При этом каждый атом кремния имеет четыре единичных положительных заряда, а каждый атом кислорода — два отрицательных. Расположение атомов кремния и кислорода в ячейке таково, что кристалл в целом является электрически нейтральным (рис. 24, а). Если для упрощения каждую пару атомов кислорода, расположенную над или под атомами кремния, рассматривать как один атом кислорода с четырьмя зарядами, то будем иметь ячейку, изображенную на рисунке. Прц приложении усилий вдоль оси Х1 происходит вклинивание атома кремния между атомами кислорода и одна поверхность заряжается отрицательно, а другая поверхность — положительно (рис. 24, б). При усилиях в направлении, перпендикулярном к оси XI, заряды возникают на тех же поверхностях, но ири этом знаки зарядов меняются на противоположные (рис. 24, в). Аналогично можно показать, что растяжение меняет знаки заря- [c.132]

Металлы, в отличие от неметаллов, образуют кристаллы с таким расположением атомов (и ионов), при котором каждый атом окружен максимально геометрически допустимым числом других атомов. В зависимости от типа кристаллической решетки металлов это число может достигать 8 или 12 [c.108]

Допустим, что при образовании кристалла к некоторому первичному атому присоединяются один атом за другим. Взаимодействие двух атомов, как следует из метода МО, приводит к перекрыванию атомных орбиталей и образованию связывающих и разрыхляющих молекулярных орбиталей. Каждое атомное энергетическое состояние расщепляется, таким образом, на два. При взаимодействии последующего числа атомов и разрастания центра кристаллизации до многоатомной с-истемы, включающей N атомов (М в макротеле массой в 1 г равно 10- —10 атомов), вместо каждого первоначального энергетического уровня атома получается целая энергети-чесная зона (полоса), в которую входят N близко расположенных дискретных энергетических уровней (рис. 5.12) с весьма малым различием по энергии (порядка 0 - эВ). [c.123]

Координационное число. В каждом кристаллическом образовании любая его частица (молекула, атом или ион) взаимодействует не только со своей соседней частицей, но одновременно и со всеми другими частицами, окружающими ее. В результате этого все частицы, расположенные по узлам пространственной решетки кристалла, оказываются более или менее прочно связанными в единую напряженную систему, в которой межчастичные силы притяжения и отталкивания находятся в равновесии. Это соответствует минимуму потен- [c.125]

Так, из рисунков V-5 и V-6 видно, что атом углерода в элементарной ячейке алмаза окружен четырьмя атомами С, расположенными по вершинам тетраэдра. Следовательно, координационное число, характерное для кристаллов алмаза, равно четырем. Далее, из рисунка V-7 явствует, что антураж каждого атома С в ячейке графита составляет 3 частицы, что соответствует координационному числу 3. [c.126]

Энергия активации реакции травления зависит от полной потенциальной энергии атомов на поверхности кристалла, т. е. от суммарной энергии химических связей, соединяющих данный атом с окружающими его соседями. Различные участки поверхности одного и того же кристалла могут отличаться количеством и характером расположения химических связей, что приводит к неодинаковой величине энергии активации на этих гранях. Поэтому [c.106]

Конечно, строгая периодичность расположения атомов (ионов, молекул) в кристаллической решетке возможна только в идеальном случае. Условия роста кристаллов, флуктуации теплового движения, смещающие атом из положения равновесия, механические воздействия на вещество, обязательное наличие примесей и т. п. обусловливают наличие большего или меньшего числа нарушений идеальной структуры. [c.155]

Вторая неполная форма гибридизации 2з 2р 2д 2р . Эта форма гибридизации орбиталей углеродного, атома, изображенная на рис. 217, сохраняет две р-орбитали, расположенные под прямым углом, и получает две гибридные орбитали, расположенные по одной оси, перпендикулярной плоскости, образованной р-орби-талями. Таким образом, атом углерода в этом состоянии вновь описывается системой прямоугольных координат. Этой форме гибридизации атомных орбиталей атома С соответствует третья аллотропическая модификация углерода — карбин, представляющая собой нитевидные кристаллы (рис. 218). [c.444]

Далее рассмотрим структурный тип СО 2 (рис. 174). Кристаллическая двуокись углерода имеет кубическую решетку, атомы углерода в которой занимают узлы гранецентрированной ячейки. Атомы кислорода образуют гантель, в середине которой расположен атом углерода. Координационные числа (2,1). Если разбить ячейку на 8 малых кубов и в каждом малом кубе выбрать по одной пространственной диагонали (по одной тройной оси) так, чтобы эти диагонали при продолжении до бесконечности не пересекали бы друг друга (см. рис. 175), то мы получим представление о направлении молекул 0 = С = = 0 в кристалле. Этот тип (мотив) расположения материальных частиц удлиненной формы встречается во многих структурных типах. Кратко мы будем его называть расположением по четырем тройным непересе-кающимся осям . [c.128]

Перекристаллизация в твердом состоянии — изменение структуры вещества в результате полиморфного превращения. Происходит при пагреве или охлаждении в определенном интервале т-р (см. Поли.чорфизм). Обусловлена стремлением вещества перейти в состояние с миним. запасом свободной энергии. Зачастую представляет собой диффузиоппый процесс, сопровождающийся значительными по величине атомными перемещениями и изменением хим. состава фаз. Исключение составляют мартенситные превращения в некоторых металлах и сплавах, где П. в т. с. протекает боздиффузионно. В соответствии с общими законами фазовых превращений П. в т. с. происходит путем образования центров (зародышей) кристаллизации и роста кристаллов новой фазы. Важное значение при этом имеет принцип ориентационного и размерного соответствия. Согласно этому принципу, образование центров новой фазы и их рост происходят таким образом, что кристаллические решетки исходной и повой фаз сопрягаются теми атомными плоскостями, где различия в расположении ато- [c.156]

Самым первым доказательством правильного тетраэдрическог() расположения углеродных связей было исследование кристаллической структуры алмаза (см. рис. 127). В этом кристалле каждый атом углерода связан с четырьмя соседними атомами, находящимися от него на равных расстояниях такая решетка распространяется по всему кристаллу. Углы между связями и длины связей С — С (1,54 A) в алмазе такие же, как в простой молекуле типа С (СН,) или в любой [c.495]

Типичная длина связи Р — р в РР б -анионе составляет 1,54—1,59 А и совпадает с найденной в молекуле РРз [17]. Более длинные связи (1,73 А) встречаются в тех структурах, где атомы Р принимают участие в водородных связях р. .. Н — О с молекулами воды. Так, в структуре ЫаРРе-НгО четыре атома Р экваториальной плоскости октаэдра участвуют в водородных связях и образуют длинные связи Р — Р, тогда как аксиальные связи Р — Р имеют обычную длину. В структуре НРРе-бНгО в водородных связях с молекулами воды участвуют уже все шесть атомов Р. Молекулы воды здесь образуют кубооктаэдр из 24 атомов О, в центре которого расположен атом Р группы РРб . В некоторых случаях отмечено искажение идеальной октаэдрической координации в ионе РРе" с понижением его собственной симметрии от О до С41,, по-видимому, под влиянием поля кристалла. [c.114]

Однако вернемся к кристаллам сульфида свинца. Вообще в кристалле PbS порядок расположения частиц должен строго повторяться. Но нередко благодаря тому, что концентрации раств-оров, из которых кристаллы получены, колеблются, порядок нарушается. На него. может повлиять п те.мпература, и другие внешние причины. Как бы то ни было, в реальном кристалле число ато.мов серы и число ато.мов свинца не относятся точно как 1 1. Отклонения от этого отношения очень невелики, всего около ),000,т. Но и этого достаточно, чтобы свойства суп(ественно из.менились. [c.188]

В этих рентгенограммах, содержащих до 100 независимых рефлексов, отражены некоторые общие свойства структуры ДНК, а именно спиральное строение макромолекулы с диаметром спирали 20 А (9 А — радиус, на котором расположен атом фосфора). Виток спирали содержит в длину 10 мононуклеотидных звеньев трансляционное расстояние вдоль оси спирали составляет 34,6 А на виток, т. е. 3,46 А на 1 мономерное звено. Из рентгенограммы следует еще, что в элементарную ячейку кристалла (моноклинную с параметрами а=22,2 А, 6=40 А, с=28,1 А, р=97°) входят [c.208]

При давлении 70 кбар и температуре 800° в частично закристаллизованном стекле, содержащем 28,7 ат% Аз, наблюдалось образование очень тонких пространственных решеток, образованных системами плоских сеток из РеЗег. На фоне таких сеток встречаются более крупные скелетные кристаллы, расположенные также закономерно. В сечении такие кристаллы имеют вид крестов или округлых зерен. [c.253]

Рассмотрим донорный или акцепторный характер дефектов Шоттки. В решетке появились вакансии УД и У . Допустим, что соединение МХ имеет структуру сфалерита, т. е. что каждый атом находится в центре тетраэдра, вершины которого заняты атомами X, а каждый атом X тетраэдрически окружен атомами М. В таком соединении можно проанализировать поведение дефекта в предположении, что связь 1) чисто ионная и 2) чисто ковалентная. Если считать соединение МХ, например 2п5 чисто ионным, то оно должно быть образовано ионами Хп + и Извлечем из кристалла нейтральный атом 5 и перенесем его в газовую фазу. В кристалле останутся нейтральная вакансия У и два электрона, расположенных вблизи ее. Эти электроны могут быть последовательно возбуждены и переведены в зону проводимости, а вакансия приобретет два положительных заряда, т. е. будет играть роль донора. Если считать соединение чисто ковалентным, то установление тетраэдрической связи обеспечивается [c.199]

Для центрального и краевых атомов в кластере добавка в матричных элементах оказывается разной, что позволяет частично скомпенсировать неэквивалентность этих атомов, неизбежную в кластерной модели (см. 2.8). Вычисление добавки Vm в точке, где расположен атом А, осуществляется достаточно просто из маделунговской энергии кристалла в узле А необходимо вычесть вклад точечных зарядов в узлах, где расположены атомы, включенные в кластер. Таким образом, нет необходимости в вычислении плохо сходящихся решеточных сумм (такие суммы уже вычислены при расчете постоянной Маделунга, берущейся из литературы). [c.232]

Ковалентные радиусы. Путем рентгеновского анализа различных кристаллов, в которых связи почти наверное ковалентны, были найдены межатомные расстояния основываясь на этих исследованиях, Паулинг и Хэггинс [36] рассчитали радиусы различных атомов в соединениях с ковалентной связью их данные—чисто эмпирические, но они могут использоваться для проверки экспериментальных данных. Величина радиусов, конечно, зависит от валентного состояния атома и от того, какой из типов связей, рассмотренных в 15.2, представлен в соединении. Паулинг и Хэггинс сначала рассмотрели радиусы атомов с 5р -тетраэдри-ческими связями. Обозначая связь, как 5р -тетраэдрическую, мы вовсе не обязательно должны подразумевать под этим координационное число атома, равное четырем. Так, оказывается, как было отмечено в 15.2, что кислородные связи в воде могут принадлежать к этому типу, хотя к кислороду и присоединено всего лишь два водорода. В табл. 33 приведены тетраэдрические радиусы, по Паулингу и Хэггинсу. Они были найдены следующим путем. Для С, 81, Ое и8п радиус приравнивался половине найденного межатомного расстояния в кристаллах типа алмаза, в которых каждый атом окружен четырьмя атомами того же рода, расположенными в вершинах правильного тетраэдра. Радиус серы принят равным половине расстояния между атомами серы в пирите, РеЗз, или гауерите, МпЗз- В этих кристаллах каждый атом серы окружен четырьмя другими атомами—атомом серы и тремя атомами железа [c.316]

Всякое нарушение совершенства, правильного расположения атомов в решетке является дефектом кристалла. Собственный атом металла, находящийся в междоузлии, а не в узле,— это дефект, и пустой узел, вакансия — тоже дефект. У этих дефектов (собственного меж-доузельного атома и вакансии) есть две особенности. Во-первых, как мы видели выше, вакансия — равновес-дефект. Это значит, что появление вакансий умень- [c.85]

Как указывалось выше, в соединениях бериллия имеется значительная доля ковалентной связи. Это проявляется в сравнительно небольшой электропроводности нх расплавов (даже ВеРг), в гидролизе сэлей по катиону, в растворимости ряда соединений Вев органических растворителях. В кристаллах, растворах, комплексах (в том числе существующи.х в газовой фазе) атом Ве имеет координационное число 4. С лигандами он образует 4 химические связи, которые близки к ковалентным, две нз иих — донорно-акцепторные. Расположение связей тетраэдрическое, что свидетельствует о 5/5 -гибридизации валентных орбиталей атома Ве. [c.320]

Графит — темно-серое, непрозрачное, со слабым металлическим блеском, мягкое, слабо проводящее электрический ток вещество. Он также тугоплавок, мало летуч и при обычной температуре химически инертен. Кристаллическая решетка графита, структура которой показана на рис. 45, существенно отличается от решетки алмаза. Кристаллы графита построены из параллельных друг другу плоскостей, в которых расположены атомы углерода по углам правильных шестиугольников. Расстояние между соседними атомами углерода (сторона каждого шестиугольника) 1,43 А, между соседними плоскостями 3,4 А. Каждая промежуточная плоскость несколько смещена по отношению к соседним плоскостям, как это видно на рисунке. Каждый атом углерода связан с тремя соседними в плоскостях атомами неполярными ковалентными связями. Четвертые валентные электроны каждого атома располагаются между плоскостями и ведут себя подобно электронам металла, чем и объясняется электропроводность графита в направлении плоскостей. Связь между атомами углерода, расположенными в соседних плоскостях, очень слабая (межмолекулярная, или ван-дер-ваальсова). В связи с этим кристаллы графита легко расслаиваются даже при малых нагрузках ка отдельные чешуйки. Этим [c.191]

В кристаллах атомы расположены очень близко друг от друга, однако для наглядности обычно показывают на рисунках, что они отделены определенными расстояниями, изображаемыми прямыми линиями. Соединяя такими линиями точки, представляющие атомы, расположенные в трехмерном пространстве, получают кристаллическую решетку. Например, на рис. XIII.1а представлена простейшая — кубическая ячейка кристаллической решетки. Мысленно повторяя такую ячейку во всех трех измерениях, пристраивая ячейки друг к другу плоскими гранями, получим кристаллы наблюдаемых размеров, т. е. большие кубики. В природе очень распространены кубы, в которых, кроме атомов в вершинах углов, в центре каждой грани расположен один атом (рис. XIII.16 — гранецентрированная решетка), или кубы, где один атом расположен в центре (рис. XIII.1в — [c.160]

Алмаз — бесцветное кристаллическое вещество, самое твердое из всех природных веществ. Углеродные атомы в кристаллах алмаза находятся в состоянии 5р -гибриднзации (с. 47). Они связаны прочными ковалентными неполярными связями. Каждый атом углерода в алмазе окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлениях от центра тетраэдра к его вершинам при расстоянии между атомами 0,154 нм (рис. 4.1). Все это обусловливает исключительную твердость, значительную плотность (3,5 г/см ) и другие характерные свойства алмаза. Поэтому его широко применяют для резки стекла, бурения горных пород и шлифования особо твердых материалов. Алмаз плохо проводит теплоту и практически не проводит электрический ток. Образцы его в чистом виде- [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология