Ионные кристаллы сложные, структура

Крупные многозарядные ионы редкоземельных элементов в кристаллах сложных оксидов приводят к высоким (8 и более) координационным числам лантаноидов. Это в свою очередь обусловливает уникальные возможности стабилизации сложных кристаллических структур и аномально высоких степеней окисления других металлических компонентов, например меди -[- 3. Не случайно, что именно на основе лантаноидов и иттрия создана высокотемпературная сверхпроводящая оксидная керамика. [c.153]

Ограничимся рассмотрением вопроса о структуре только ионных кристаллов, данные о которых наиболее полно освещены в литературе. Прежде всего отметим, что чем проще химический состав тела, тем выше симметрия его кристалла. Так, например, 50% элементов и около 70% бинарных соединений образуют кубические кристаллы, 75—85% соединений с 4—5 атомами в молекуле образуют гексагональные и ромбические кристаллы и около 80% сложных органических соединений образуют ромбические и моноклинные кристаллы. [c.49]

Большинство минералов и руд, встречающихся в природе, являются ионными кристаллами. К ним, например, относятся силикаты, часто образующие кристаллы весьма сложного строения. Они составляют основную массу земной коры. В структуру силикатов входят в качестве наиболее существенных единиц атомы кислорода и кремния. При этом образуются как ионы свободного кислорода, так и кремнекислородные анионы в виде тетраэдров (5104)Наряду с этим силикаты содержат ионы многих других элементов К, На, Ре, М , Са и т. д. Силикаты, например базальты, граниты, обычно очень тугоплавки. [c.162]

Рассмотрим некоторые графы, которые используются для описания структуры кристаллов. Базисное множество в этом случае образуют либо нейтральные атомы (в ковалентных кристаллах), либо ионы (в ионных кристаллах), либо отдельные молекулы (в молекулярных кристаллах), либо группы молекул. Каждому элементу базисного множества ставится в соответствие вершина. Определяются ближайшие соседи (первая координационная сфера). Две вершины считаются смежными, если соответствующий одной из них элемент базисного множества лежит в первой координационной сфере другого элемента. Такой подход дает возможность абстрагироваться от деталей строения элементов базисного множества, которое может быть достаточно сложным, и изучать неметрические свойства кристаллов, определяемые лишь отношением ближайшего соседства. На этом пути появляются графы с бесконечным числом вершин самой разной природы. Их геометрическую реализацию в трехмерном пространстве, называемую в дальнейшем решеткой, обычно выполняют таким образом, чтобы сохранились основные свойства симметрии кристаллов. [c.42]

О классификации бинарных соединений (294). 2. Тройные и более сложные неорганические соединения (295). 3. Правила Полинга для структур ионных кристаллов (299). 4. Тетраэдрические ковалентные радиусы (300). 5. Понятие электроотрицательности химических элементов (303). 6. Кристаллохимия силикатов (303). [c.359]

Как пояснено выше, для построения жидкого кристалла нужно использовать вытянутые объекты. В настоящее время мы знаем, что для этого подходят по крайней мере три вида объектов небольшие органические молекулы, длинные спиральные стержни (которые либо встречаются в природе, либо созданы искусственно) и более сложные структуры молекул и ионов. [c.14]

В пользу того, что аминокислоты имеют биполярную структуру, говорит и ряд других данных. Так, например, как уже было указано в разд. 2 гл. П1, нейтральные растворы аминокислот имеют высокий положительный инкремент диэлектрической проницаемости, что и должно наблюдаться для биполярных ионов. Растворение аминокислот в воде сопровождается значительным уменьшением объема, что объясняется уплотнением воды при взаимодействии с заряженными группами биполярного иона кислоты. Как и большинство ионных кристаллов, аминокислоты лучше растворяются в воде, нежели в неполярных растворителях. В спектрах комбинационного рассеяния твердых или растворенных аминокислот, находящихся в катионной форме <и только в этом случае), наблюдается сильная линия при 1740 см соответствующая частоте характеристических валентных колебаний неионизированной карбоксильной группы. Вместе с тем две линии в области около 3350 см характерные для незаряженной аминогруппы, наблюдаются только для анионной формы аминокислот. В пользу биполярной структуры аминокислот свидетельствуют также и другие спектральные данные. Наконец, аминокислоты в твердом состоянии имеют высокую температуру плавления, что характерно для структур, стабилизируемых сложной сеткой водородных связей, причем [c.89]

Полинг (1929 г.) сформулировал общие принципы, касающиеся формирования- структур ионных кристаллов. Часто они помогают при интерпретации рентгеновских данных исследования сложных структур силикатов и алюмосиликатов. [c.298]

В настоящее время изучены структу-рьх примерно двадцати тысяч кристаллических веществ. Распределение их по сингониям и классам симметрии очень неравномерно. Как правило, чем проще структура кристалла, тем выше его симметрия. Металлы кристаллизуются почти исключительно в кубической и гексагональной сингониях, ионные и полупроводниковые кристаллы — преимущественно в этих же двух сингониях. Органические вещества с их сложными структурами, наоборот, имеют тенденцию к низкосимметричным сингониям (см. табл. 8). [c.66]

Однако если частицы веществ способны легко входить в решетку кристалла определяемого вещества и образовывать смешанные кристаллы (изоморфное замещение), их не всегда следует рассматривать как примеси, скорее всего процесс кристаллизации, в результате которого образуются новые кристаллы с более сложной структурой, следует считать более сложным, так как в данном случае нельзя говорить об адсорбции ионов и, следовательно, об изменении роста отдельных граней, как это имеет место при посторонних примесях. [c.21]

Из более сложных кристаллов рассмотрим только кальцит, СаСОз (рис. 37). Ионы СО , являющиеся структурной единицей кристалла, окружены 6 ионами кальция. Внутренняя структура самого иона СОз" отвечает плоскому правильному треугольнику, в центре которого находится углеродный атом и в вершинах — кислородные атомы. [c.130]

Исследованиями ученых многих стран установлено, что к соединениям переменного состава относятся не только оксиды, но н субоксиды, халькогениды, силициды, бориды, фосфиды, нитриды, многие другие еорганические вещества, а также органические высокомолекулярные соединения. Во всех случаях, когда сложное вещество имеет молекулярную структуру, оно представляет собой соединение постоянного состава с целочисленными стехиометриче-скими индексами. Некоторые ионные кристаллы и даже атомные кристаллы и металлы могут также подчиняться законам стехиометрии. Но в случае немолекулярных кристаллов, как отмечает Б. Ф. Ормонт, уже не молекула, а фаза т. е. коллектив из Л/о (числа Авогадро) атомов, определяет свойства кристаллической решетки . Он предлагает для подобных веществ расширить формулировку закона постоянства состава Если... в твердом агрегатном состоянии соединение не имеет молекулярной структуры, то в зависимости от строения атомов и вытекающего отсюда строения фазы и характера химической связи в ней состав соединения и его свойства могут сильно зависеть от путей синтеза. Даже при одном и том же составе свойства могут сильно зависеть от условий образования . Б. Ф. Ормонт подчеркнул необходимость исследования зависимости условия образования—состав — строение — свойства,— направленного. на установление связи между условиями образования, химическим и фазовым составом системы, химическим составом и строением отдельных фаз и их свойствами. Нетрудно заметить, что добавление к обычной формуле, закона постоянства состава слов состав срединения зависит от условий его образования ,— лишает закон постоянства состава его смысла. В то же время указание на важность изучения в связи с проблемой стехиометрии не только состава, но и строения твердых веществ представляется очень существенным. [c.165]

Значительно сложнее явление для воды, адсорбированной силами химического характера. Молекулы воды, адсорбированные на поверхности ионного кристалла, в результате обра-или водородных связей с ионами поверхностного слоя не только связываются, но и закономерно ориентируются уже при адсорбции. Это затрудняет их переход к структуре льда. [c.36]

С развитием теоретических основ кристаллоэнергети-ки неизбежно должно усилиться значение РСА в термодинамике твердою тела, ибо для расчета одного из важнейших термодинамических параметров — потенциальной энергии кристалла при абсолютном нуле — требуется знание структуры кристалла. В настоящее время такие расчеты, в определенном приближении, проводятся главным образом для чисто ионных и чисто вандерваальсовых взаимодействий. Но с развитием квантовой химии становится реальной возможность относительно быстрой (и не слишком уж грубой) оценки зарядов на атомах сложных гетероатомных молекул. Тогда упаковочный (кристаллоструктурный) аспект строения кристаллов сложных соединений (элементорганических, комплексных и др.), находящийся вне поля зрения исследователя, окажется весьма актуальным. [c.135]

Поскольку при таком замещении разность электроотрицательностей компонентов возрастает, соответствующие бинарные соединения обладают солеобразным характером и структурами, свойственными преимущественно ионной связи. Однако в этих случаях координационные числа катионо- и анионообразователей должны быть разными обратно пропорциональными числу атомов в формульной единице. Например, в кристаллической решетке флюорита СаГг (рис. 127) к.ч. (Са) 8, а к.ч. (Г) 4 в структуре Ь)20, наоборот, к.ч. (Ы) 4, а к.ч. (0) 8 (структура антифлюорита). В структуре А1Гз (рис. 128) к.ч. (А1) 6, а к.ч. (Е) 2. Некоторые из этих соединений обладают более сложными структурами псевдомо-лекулярного типа, когда разность ОЭО компонентов недостаточно велика для образования ионных кристаллов. [c.260]

Применение спектроскопии ЯМР. Спектроскопия ЯМР относится к неразрушающим методам анализа. Совр. импульсная ЯМР фурье-спектроскопия позволяет вести анализ по 80 магн. адрам. ЯМР спектроскопия - один из осн. физ.-хим. методов анализа, ее данные используют для однозначной идентификации как промежут. продуктов хим. р-ций, так и целевых в-в. Помимо структурных отнесений и количеств, анализа, спектроскопия ЯМР приносит информацию о конформационных равновесиях, диффузии атомов и молекул в твердых телах, внутр. движениях, водородных связях и ассоциации в жидкостях, кето-енольной таутомерии, металло- и прототропии, упорядоченности и распределении звеньев в полимерных цепях, адсорбции в-в, электронной структуре ионных кристаллов, жидких кристаллов и др. Спектроскопия ЯМР - источник информации о структуре биополимеров, в т. ч. белковых молекул в р-рах, сопоставимой по достоверности с данными рентгеноструктурного анализа. В 80-е it. началось бурное внедрение методов спектроскопии и томо-фафии ЯМР в медицину для диагностики сложных заболеваний и при диспансеризации населения. [c.519]

Защитные свойства первых двух окислов можно частично объяснить на основании классических работ Н.В.Белова по исследованию структуры ионных кристаллов. Результаты этих исследований позволяют сложные кристалличёские решетки ионных кристаллов описать более просто следующим образом. Анионы кислорода с ионным ра усом 0,136 нм располагаются весьма однообразно по одному из способов плотнейшей улаковки — гексагональной или кубической катионы распределяются по пустотам этой упаковки. Известно, что в плотнейшей упаковке имеется два вида пустот октаэдрические и тетраэдрические. Число октаэдрических пустот равно числу анионов, а тетраэдрических — в два раза больше. При этом шар, заполняющий октаэдрическую пустоту, имеет радиус, равный 0,414 радиуса аниона, а тетраэдрическую пустоту — [c.13]

НЫМИ числами 8 и 4 и суммарной степенью окисления 8.) Следует заметить, что в структурах сложных оксидов позиции с различными координационными числамп не обязательно заняты атомами разных металлов. Как только что было отмечено, в некоторых простых оксидах ионы одного сорта занимают две кристаллографически неэквивалентные позиции такое же яв ление наблюдается в структурах некоторых сложных оксидов В структуре граната (разд. 13.6.5) ионы металла занимают по зиции с КЧ 4, 6 и 8. В структурах некоторых гранатов ноны од ного сорта распределены по позициям с КЧ 4 и 6, в других гра натах — с КЧ 6 н 8. Одиако маловероятно, чтобы все три тппа позиций в кристалле были заняты ионами одного сорта. Структуры, принадлежащие ко второму основному классу, могут быть охарактеризованы как структуры, свойственные исключительно сложным оксидам. [c.290]

Идея классификации колебаний на структурно-чувствительные колебания внешних связей тетраэдров и структурно-нечувствительные колебания связей внутри отдельных тетраэдров оказалась плодотворной [13] справедливость ее подтвердили работы других исследователей. Эта классификация подобна используемой при исследовании молекулярных кристаллов и сложных ионных кристаллов, в которых колебания разделяются на межмолекулярные и внутримолекулярные [29,30]. В спектрах цеолитов проявляются многие особенности, характерные для молекулярных кристаллов, но кристаллы цеолитов построены из сложных ионов, или кластеров, и ионность связей в них выше. В типичных молекулярных кристаллах обычно наблюдается четкое различие между внутримолекулярными и решеточными колебаниями, поскольку силы, связывающие атомы в молекуле, обычно больше, чем силы взаимодействия между молекулами. Однако в бесконечно протяженном кристаллическом анионном каркасе цеолитов как внутримолекулярные, так и межмолекулярные, или решеточные, колебания вносят заметный вклад в структуру спектра. В рамках подхода к цеолитам как к молекулярным кристаллам необходимо учитывать не только трансляционные, но и либраци-онные колебания. [c.118]

Основные научные работы относятся к кристаллографии, структурной минералогии и геохимии. Разработал теорию плотнейших упаковок атомов и с ее позиции рассмотрел структуры ионных кристаллов и металлических фаз, что позволило ему расшифровать свыше 500 сложных структур и вывести 1651 группу антисимметрии. Один из основоположников кристаллохимии силикатов. Сформулировал основные. эакономерности строения силикатов. Совместно с Г. Б. Бокием открыл (1974) закономерность морфотропии в гомологических рядах полупроводник — металл. [c.47]

Сравнительно недавно Бодгез [141] сделал попытку термодинамического анализа явлений атомного разупорядочения в сложных ионных кристаллах с произвольным числом подрешеток. Ниже мы воспроизведем основные этапы этого анализа, имея в виду возможность его применения к ферритам со структурой граната, маг-нетоплюмбита и гексаферрита. Рассмотрим ионный кристаллокисла, содержащего -различных катионов, распределенных между Я-различными подрешетками. Будем полагать, что в кристалле отсутствуют вакансии, внедренные ионы и электронейтральность кристалла в целом обеспечивается балансом зарядов у регулярных составляющих решетки. Пусть общее число катионов в кристалле равно zN (2 —число ионов в формульной единице), общее число катионов в /-подрешетке равно (/=1, 2, Я), а число [c.114]

В сульфидах, селенидах, теллуридах и арсенидах имеются различные виды химической связи,— от ионных до ковалентных и металлических. Например, сульфиды щелочноземельных металлов имеют решетки ионной связи пирит РеЗ , арсенопирит (РеАн)З и другие характеризуются ковалентными связями в кристалле ковеллина Си З 3, имеются два типа атомов серы группы 3 между шестью атомами меди и изолированнтле атомы серы, окруженные пятью атомами меди. Сложная структура обусловливает медленное растворение ковеллина [c.247]

ПОДЧИНЯЮТСЯ структуры, поможет уяснить структуры еще более сложных кристаллов. В большинстве комплексных ионных кристаллов анионом является иоп кислорода (или ОН ) и реже — ион фтора. Из таблицы ионных радиусов видно, что эти ионы значительно больше многих ионов металлов, в особенности ионов, несущих большой заряд. Поэтому значительная часть пространства занята этими анионами. Пространство между иoнa nl О" или F достаточно велико для размещения большинства металлических ионов. В соответствии с этим можно охарактеризовать эти сложные структуры, указав сначала способ упаковки анионов, а зате.м отметив — какие промежутки заняты меньшими по размеру положительными ионами. Установлено, что во многих случаях атомы кислорода в комплексных оксисолях упакованы наиболее плотным способом. В связи с этим следует кратко рассмотреть способ упаковки шариков одинакового размера. [c.126]

Однако и классификации, базирующиеся на Т ]пе связи, также являются сложными п не всеобъе.млющимн. Их недостаток заключается, кроме того, в переоценке значения чистых типов связей, причем связи промежуточного характера трактуются как отклонения от этих крайних типов. Целесообразнее обсуждать природу связей в данном кристалле, не относя его заранее к какому-либо определенному классу, например, к классу ионных кристаллов. Классификация кристаллов по наличию в структуре определенного комплекса (или комплексов) имеет также то преимущество, что стереохимические требования атомов удовлетворяются внутри ко>шлекса. В связи с этим в дальнейшем будет рассматриваться только внутренняя структура комплексов что же касается способа их упаковки в кристаллах, то он представляет лишь второстепенный интерес. Связи между комплексами являются ненаправленными (за исключен11ем случая водородных связей), и поэтому упаковка комплексов определяется их формой и их зарядами, если они являются ионами. Ниже будет приведено несколько примеров характерных способов упаковки комплексов некоторых типов. [c.163]

В слоистых структурах, которые мы до сих пор описывали, все слои в данном кристалле принадлежат к одном типу. Существуют также более сложные структуры, состоящие из слоев двух различных типов хлоритныэ минералы принадлежат к этому типу веществ. В каолине, тальке и пирофиллите незаряженные слои удерживают друг друга сравнительно слабыми силами, а в слюдах отрицательно заряженные слои цементируются положительными ионами. В хлоритах реализуется другая возможность — чередгзание отрицательно заряженных слоев такого типа, как слои в слюдах, с поло. ительно заряженными слоями, т. е. эти структуры содержат беско 1ечн ле двухмерные ионы, имеющие противоположные заряды. [c.551]

Точечный дефект — это нарушение кристаллической структуры, размеры которого во всех трех измерениях сравнимы с одним или несколькими (недшогими ) междуатомными расстояниями. Точечный дефект может иметь простую или сложную структуру. Простейшие точечные дефекты кристалла вакансии — отсутствие атома или иона в узле кристаллической решетки внедренные, или междуузелъные, атомы или ионы, располагающиеся на незаконном месте между узлами. Внедренными могут быть как собственные, так и примесные атомы или ионы, отличающиеся от основных атомов по размеру или валентности (рис. 252). [c.309]

Под влиянием приложенного электрического поля эти дефекты могут перемещаться по кристаллу, чем и объясняется ионная проводим ость ионных кристаллов. Перемещение незанятого места в решетке эквивалентно движению иона в противоположном направлении. Кроме того, в кристаллической решетке некоторых реальных кристаллов, как например у некоторых шпинелей, ионы определенного вида расположены не строго симметрично, но статистично. Такого рода расположение, однако, наблюдается только у веществ сложного химического состава. Так, например, в структуре магнитной окиси железа Fe 04 атомы железа расположены в пространственной решетке беспорядочно статистически, общая же правильность (симметрия) ее осуществляется за счет жесткого симметричного каркаса, образованного правильно расположенными атомами кислорода. [c.43]

Указанные выше четыре типа решеток, классифицированные с точки зрения структурных элементов и действующих между ними сил, не всегда одинаково резко-выражены. Между ними возможны разные переходные ступени. Так, например, в солях кислот со сложным анионом (МаЫОз, Са304, СаСОз), как правило, имеется ионная связь между катионами металла и анионом кислоты, но связь между атомами внутри аниона (КОз , 50СОз ") бывает преимущественно слабополярной. В силикатах не только атомы в анионах, но и анионы между собой связаны преимущественно ковалентными связями в большой комплексный анион. Между рядами этих анионов размещаются катионы, связывая их в один кристалл. Этим объясняются высокие температуры плавления силикатов и их нелетучесть. Это же приводит к свойственной некоторым силикатам способности легко обменивать ионы металлов на другие ионы. Наконец, этим объясняется сложная структура слюд, глин, цеолитов и других алюмосиликатов. [c.41]

Смотреть страницы где упоминается термин Ионные кристаллы сложные, структура: [c.206] [c.80] [c.393] [c.212] [c.679] [c.37] [c.199] [c.256] [c.393] [c.212] [c.290] [c.679] [c.62] [c.719] [c.106] [c.115] [c.555] [c.591] [c.483]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология