Кристаллы ионные простые

Механизм ионной проводимости. Описанное явление можно объяснить следующим образом. Расплавленный хлорид натрия, подобно кристаллическому хлориду натрия, состоит из равного числа ионов натрия и ионов хлора. Эти ионы очень устойчивы, и они нелегко принимают электроны или теряют их. Если в кристалле ионы прочно удерживаются на своем месте соседними ионами, то в расплавленной соли эти ионы передвигаются довольно свободно. Гальванический элемент или аккумулятор заставляет электроны направляться к катоду и удаляться от анода. Электроны свободно передвигаются в металлическом или полуметаллическом проводнике, каким является графит, однако электроны не могут просто перейти [c.163]

Первоначально сложилось представление об эффективных радиусах атомов, проявляющихся в их действиях, т.е. в химических соединениях. Эффективные радиусы определяли из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в молекулах и кристаллах. При этом предполагалось, что атомы представляют собой несжимаемые шары, которые соприкасаются своими поверхностями в соединениях. При определении значения эффективного радиуса из межъядерных расстояний в ковалентных молекулах подразумевали ковалентные радиусы, при вычислении их из данных для металлических кристаллов — металлические радиусы. Наконец, эффективные радиусы, рассчитанные для кристаллов с преимущественно ионной связью, назывались ионными радиусам[и. Для этого определяли радиус какого-нибудь иона, а затем вычисляли ионные радиусы других элементов из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в кристаллических решетках. Так, с помощью оптических методов, а затем расчетом был определен радиус аниона фтора, равный 0,11.3 нм. А расстояние между атомами Na и Г в решетке МаГ было установлено равным 0,231 нм. Отсюда радиус иона Ма равен 0,231 — 0,113 = 0,118 нм. Металлические радиусы получены делением пополам расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллических решетках металлов. Ковалентные радиусы неметаллов также вычислены как половина межъядерного расстояния в молекулах или кристаллах соответствующих простых веществ. Для одного и того же элемента эффективные радиусы (ковалентный, ионный, металлический) не совпадают между собой. Это свидетельствует о зависимости эффективных радиусов не только от природы атомов, но и от характера химической связи, координационного числа и других факторов (см. табл. 4). Изменение эффективных радиусов атомов носит периодический характер (рис. 22). В периодах по мере роста заряда ядра эффективные радиусы атомов уменьшаются, так как происходит стягивание электронных слоев к ядру (при постоянстве их числа для данного периода). Наибольшее уменьшение характерно для 5- и р-элементов. В больших периодах для и /-элементов наблюдается более плавное уменьшение эффективных радиусов, называемое соответственно г- и /сжатием. Эффективные радиусы атомов благородных газов, которыми заканчиваются периоды системы, значительно больше эффективных радиусов предшествующих им р-элементов. Значения эффективных радиусов благородных газов (см. табл. 4) получены из межъядерных расстояний в кристаллах этих веществ, существующих при низких температурах. А в кристаллах благородных газов действуют слабые силы Ван-дер-Ваальса в отличие, например, от молекул галогенов, в которых имеются прочные ковалентные связи. [c.52]

В сложных соединениях образование дефектов в подрешетках происходит с разной затратой энергии. Однако избыточная дефектность одной из подрешеток при общей электронейтральности кристалла сопровождается изменением стехиометрического состава и заряжением (точнее — нейтрализацией) части дефектов решетки. Поскольку образование дефектов и электронное возбуждение обусловлены тепловым движением ионов и электронов в кристаллах, нестехиометричность кристаллов ионных соединений является таким же правилом, как и дефектность решеток простых веществ. [c.278]

Растворимость молекулярного соединения в жидкости в отличие от ионного кристалла является простым процессом фазового перехода [c.153]

Хотя данные по дифракции электронов в газах очень интересны и число исследований в этом направлении непрерывно увеличивается, однако главным источником материала, пригодного для сравнения атомных радиусов,являются, повидимому, данные рентгеновского анализа кристаллов. Мы перейдем сейчас к рассмотрению этого материала. Вместо простого воспроизведения таблиц экспериментально найденных и теоретически вычисленных расстояний в атомных кристаллах, нам казалось более целесообразным дать здесь возможно более полную таблицу как ионных, так и ковалентных межатомных расстояний. Поэтому в табл. 36 приведены экспериментально найденные расстояния между анионами и катионами для большого числа бинарных кристаллов сюда же включены данные для некоторых кристаллов, образуемых простыми ве-ществами. В некоторых случаях приведенные в литературе данные указывают на возможность того, что не все атомы, окружающие катион, находятся на одинаковом от него расстояний. Если расхождения не очень велики, то в таблице приведены средние дан-ные. В некоторых случаях известны также различные кристаллические формы с одинаковыми координационными числами. В этих случаях также приведены средние расстояния. [c.326]

Энергию кристалла в основном определяют кулонов-ским притяжением противоположно заряженных ионов в кристалле ионного типа или кулоновским притяжением остовов атомов, лишенных внешних электронов, к электронному газу (в кристалле металлического типа). Поэтому энергию решетки можно получить подсчетом потенциала взаимодействия в узловом ряде, плоской узловой сетке, и, наконец, в решетке в целом. Так, для кристалла ионного типа, построенного из разноименно заряженных ионов, расположенных в чередующемся порядке, можно получить (для одновалентных ионов) формулу простейшей ионной цепочки [c.91]

Если снижать концентрацию ионов простым разбавлением, то такой раствор будет непригоден для электролиза, так как он будет слишком быстро обедняться у катода. При электролизе очень разбавленных растворов простых солей медь образует рыхлый бархатистый осадок, олово и свинец дают отдельные игольчатые кристаллы. Снижения активности, ионов металла при относительно высокой концентрации соли в растворе можно достигнуть добавкой посторонней соли или кислоты, имеющей общий анион. Например, активность ионов Си " в растворе сернокислой меди снижается добавкой серной кислоты. Этот прием дает благоприятный результат, улучшая качество осадка. [c.528]

Среди большого числа возможных кристаллических структур для простых ионных соединений особое значение имеют только четыре. Простейшими примерами кристаллов ионного типа являются соединения с общей формулой МХ (для них существуют два вида кристаллических решеток), у которых одинаково число положительных и отрицательных ионов и координационное число 268 [c.268]

Как было указано, отсутствие нижней границы смешиваемости для исследованных систем второй группы — оксалатов и сульфатов—можно объяснить, если предположить, что образование аномальных смещанных кристаллов происходит путем замещения изоморфными ионами (простыми или комплексными) микро- и макрокомпонентов с разными зарядами, с одновременным внедрением в межузловое пространство анионов для компенсации зарядов. [c.72]

Рассмотрим одноосный кристалл, мотив решетки которого состоит из двух ионов и в котором анизотропия сил малого радиуса действия намного выше анизотропии сил большого радиуса действия. Чтобы исследовать колебания ионов так, как это делалось в 6, нужно рассмотреть компоненты смещений и, параллельные и перпендикулярные главной оси. Действительно, в этом случае можно ожидать, что фундаментальные колебания кристалла, принадлежащие простым неприводимым представлениям, будут соответствовать смещениям, параллельным оси, а принадлежащие дважды вырожденным колебаниям, — смещениям, перпендикулярным оси, и что направление их поляризации будет слабо зависеть от сил кулоновского типа. Вследствие анизотропии кристаллической структуры силы малого радиуса действия изменяются при изменении направления колебаний. Даже в отсутствие сил большого радиуса действия частоты гармонических колебаний, параллельных (ие) и перпендикулярных (соо) оси, будут неодинаковыми. Таким образом, мы имеем две пары уравнений движения, и в случае полярных колебаний эти уравнения аналогичны уравнениям [c.175]

Кристаллические структуры других ионных кристаллов с простейшей формулой АВ удобно рассматривать как структуры, в которых анионы расположены в таком же порядке, как в металлической гексагональной решетке (рис. 38, слева) каждый анион окружен двенадцатью другими, но анионы как бы раздвинуты, и в пустотах такой раздвинутой гексагональной решетки расположены катионы. В результате катионы и анионы, чередуясь, занимают углы и центры граней куба (рис. 37, 2), и координационное число каждого иона оказывается равным шести (элементарные комплексы АВе и ВАе). Подобной решеткой обладает хлорид натрия, и тип структуры называется типом хлорида натрия. [c.216]

В кристалле ионного соединения, со-Ионные стоящего из простых ионов А+ и Х", [c.110]

На основании разобранных выше примеров и обсуждения вопроса о полярных и неполярных соединениях читателю, вероятно, уже ясно распределение в периодической таблице веществ, образующих различные типы соединений. Кристаллы ионного типа всегда содержат элементы, отстоящие далеко друг от друга в периодической таблице, один из которых стремится отдать, а другой— принять электроны. Типичными твердыми веществами остальных трех типов являются или простые вещества в твердом состоянии, или соединения элементов, близко расположенных друг к другу в периодической таблице, причем металлы появляются в левой ее части, атомные соединения — в центре, а молекулярные соединения — в правой части . Таким образом, вещества,, стремящиеся потерять электроны, имеют металлический характер, и в них электроны более или менее свободны, а вещества, являющиеся в этом отношении промежуточными, образуют атомные соединения, в которых у каждого атома имеется несколько связей. В случае веществ, сильно притягивающих электроны, имеется настолько большая тенденция к локализации всех электронов, что присутствие других молекул не нарушает уже образовавшиеся связи. Так, в молекуле С1а электроны удерживаются настолько прочно, что на них не оказывает никакого действия близкое соседство других молекул хлора. С другой стороны, на электроны в Сз молекуле присутствие других атомов или молекул углерода действует уже столь сильно, что Са становится частью атомного кристалла (см. также стр. 364—365). [c.210]

Особые типы структуры молекул и кристаллов. Большинство комплексных ионов, молекул и кристаллов имеет простое симметричное строение, например, в виде правильных треугольников, тетраэдров, квадратов, октаэдров и кубов, — однако это не всегда справедливо, и существуют молекулы, форма которых не соответствует ни одному из названных типов и строение которых трудно объяснить на основе электронной теории или электростатическими силами. Существует также множество кристаллов, имеющих исключительно сложную структуру, часто содержащую сильно деформированные тетраэдры и октаэдры. Хотя искажения структуры могут иногда быть обусловлены тенденцией некоторых атомов или ионов к образованию возможно более плотной упаковки, тем не менее, имеется много случаев, в которых расположение можно характеризовать как, по меньшей мере, неожиданное. [c.334]

Вообще, теплоты образования газообразных соединений типа АВ, АВг, АВз и т. д. из простых веществ или свободных атомов обычно изменяются при увеличении количества атомов В в формуле довольно плавно. А вот энергия конденсации при этом может изменяться скачкообразно. Она зависит не только от характера взаимодействия в кристалле (ионная, атомная, молекулярная решетка), но и от геометрического строения кристалла, т. е. от расположения в нем частиц и от расстояний между ними. [c.102]

Наиболее просто объяснить образование раствора ионного электролита, учитывая лишь электростатическое взаимодействие ионов с полярными молекулами растворителя. Как известно, центры положительных и отрицательных зарядов полярных молекул не совпадают, одна часть такой молекулы заряжена положительно, другая — отрицательно. Для примера представим себе кристалл ионного электролита, погруженный в раствор полярного растворителя. Ионы кристалла, находящиеся на его поверхности, притягивают к себе противоположные по знаку концы молекул растворителя и отталкивают одноименные. Поэтому молекулы растворителя, расположенные вблизи ионов, ориентируются вокруг них и со.здают результирующую силу, стремящуюся вырвать ион иа кристаллической решетки и перевести его в жидкость. Чем больп1е эта сила и чем сильнее тепловое движение ионов, тем больше их при прочих равных условиях сможет перейти в раствор. Обратный процесс затрудняется образованием вокруг каждого иона сольватной (для воды гидратной) оболочки ориентированных молекул растворителя. [c.209]

Вещества ионной природы с многоатомными ионами обычно также образуют ионные кристаллы с простыми решетками. Однако геометрическая форма ионов вызывает искажение пространственной структуры кристалла. На рис. 34 приведены структуры ионных кристаллов КаС1 и СаСОз, сопоставление которых позволяет оценить степень искажения структуры кристалла, вызванное тригональной симметрией карбонат-иона. [c.78]

Термодинамически устойчивые зародыши увеличивают свою массу за счет растворенного вещества и вырастают в кристаллы. Кристалл представляет собой структуру в виде правильной пространственной решетки, в узлах которой находятся соответствующие его составу ионы, атомы или молекулы. Часто молекулы воды также входят в структуру твердого кристалла (кристаллогидрата). В основе многообразия кристаллов [25, 157, 197, 211] лежат комбинирующиеся из отдельных элементов симметрии 32 вида симметрии кристаллических решеток. Они делятся на 7 групп — систем или син-гоний, обладающих одним или несколькими сходными элементами симметрии триклинную, моноклинную, ромбическую, тригональ-ную, или ромбоэдрическую, тетрагональную, гексагональную и кубическую. Первые три сингонии относятся к низшей категории симметрии, вторые три — к средней, последняя — к высшей. Для каждой сингонии характерны несколько простых форм кристаллов. Грани простой формы имеют одинаковые очертания и размеры. Всего существует 47 типов простых фигур (в низших сингониях 7, в средних 25, в высшей 15) (рис. 9.5). Простые формы триклинной сингонии могут участвовать в построении кристаллов и моноклинной сингонии, а формы обеих этих систем относятся и к кристаллам ромбической сингонии. В среднюю категорию симметрии переходят лишь простые формы триклинной сингонии, а в кубическую сингонию ни одна из простых форм низших и средних категорий не переходит. [c.242]

Итак, укладка элементов структуры в кристалле (ионной и металлической связи) стремится к минимальному объему и максимальной плотности заполнения. Простейшие упаковки равновеликих сфер, как известно, обладают или гексагональной, или кубической симметрией, так что следует ожидать, что крупные анионы ионных кристаллов, равно как и более электроотрицательные ме-таллизованные атомы фаз металлической связи, образуют одну из плотнейших упаковок, а меньшие по радиусу катионы ионного кристалла располагаются, как и более электроположительные частицы интерметаллида, в порах плотнейшей упаковки, искажая иногда ее вследствие [c.105]

Вещества ионной природы с многоатомными ионами имеют тенденцию образовывать ионные кристаллы с простой решеткой. Однако геометрическая форма иона в общем случае вызывает искажение кристаллической решетки. Например, структура кристалла СаС-л представляет собой искаженную решетку каменной соли. Карбид-ионы располагаются параллельно друг другу, как изображено на рис. 6-66, и как следствие подобного искажения кристаллу СаСа присуща в большей мере тетрагональная, а не кубическая симметрия. [c.274]

Плавление льда и кипение воды предполагают разрыв водородных связей, а возгонка кристалла цинковой обманки — разрыв связей Zn—S. Аналогичным образом процесс растворения кристалла нллюстрнр -ет различные типы структур, найденные в твердых телах. Растворение молекулярного кристалла состоит просто в разделении молекул, удерживаемых слабыми силами ван-дер-Ваальса. При растворении кристалла Na l происходит простое разделение ионов, уже существовавишх в [c.200]

Кристалл ионного соединения можно рассматривать как единую гигантскую частицу. Выделить индивидуальную молекулу, например молекулу КаС1, можно лишь в парообразном состоянии. Формула ионного соединения указывает только на простейшее соотношение в ней числа положительных и отрицательных ионов. Переход от твердого состояния к газообразному для этих веществ происходит в результате разрушения связей между ионами в кристаллах и образования одиночных молекул. [c.73]

Частицы в кристаллах связаны посредством различных типов связи. Ионные связи, или гетерополярные, образуются в кристаллах тех соединений, в молекулах которых преобладает ионная связь. Сюда относятся прежде всего неорганические соли KF, КС1, Na l и др. Ионы могут быть и сложными МОз , СО , SO и др. Ковалентная, или гомеополярная, связь встречается в кристаллах некоторых простых веществ (алмаз, графит) или [c.70]

Топологическое упорядочение, затрагивающее большие области, приводящее к биконтинуальным структурам, по-видимому, требует бопее дпитепьных времен наблюдения, чем кристаллическое упорядочение в областях аналогичных размеров, хотя внешне эти системы очень напоминают друг друга сравните структуру на рис. 30.3 и соответствующий кристалл с простой кубической решеткой из сферических субъединиц. Если только в системе обнаружен любой тип топологического упорядочения, затрагивающий большие области, то можно предполагать, что такое упорядочение будет протекать медленно. Например, после того, как из мономеров образовался полимер, такая топология будет поддерживаться за счет ковалентных связей в цепи и поперечными сшивками. При плавлении силикатов образуются цепи с ионными связями, кольца, слсж и решетки, В обоих случаях наблюдаются явления образования стекол и другие процессы, затрудняющие достижение равновесия. [c.563]

Ионные кристаллы образованы противоположно заряженными ионами (простыми или сложными), объединяемыми вместе ионной химической связью. Ионы не являются, как правило, сферическими и в зависимости от числа окружающих их противоионов могут сжиматься и расширяться. Так как чисто электростатическое взаимодействие ионов не имеет направленности, каждый ион стремится окружить себя как можно большим числом ионов противоположного знака. Поэтому в ионных кристаллах нельзя выделить дискретные обособленные молекулы, каждый ионный кристалл следует рассматривать как одну 131гантскую молекулу. Ионные кристаллы отличают большая твердость, высокие температуры плавления, малая летучесть, слабая деформируемость, а следовательно, высокая хрупкость. Твердые кристаллы в чистом виде и бездефектном состоянии обладают плохой электрической проводимостью, но в расплавленном состоянии проводят электрический ток (ионная проводимость). [c.111]

Оптические резонаторы с дисперсией могут также использоваться и для возбуждения стимулированного излучения на частотах отдельных однородно уширенных линий люминесценции активаторных ионов простых кристаллов и для перестройки частоты генорапии в пределах ширины этих линий. В связи с тем что ширина линий люминесценции сред с упорядоченным кристаллическим строением при 300 К составляет около 10 см -, условие (3.17) для них будет выполнить труднее. В этом случае в качестве дисперсионного элемента, полгещаемого в резонатор, можно использовать интерферометр <1>абри — Перо (см. рис. 3.22, в), у которого Аур может быть менее 1 м . [c.64]

Само собой разумеется, что многие получаемые из статики твердого состояния структурные данные могут быть с успехом использованы при рассмотрении д и-н а МИКИ химических превращений. Однако нельзя забывать о том, что строение вещества в разных агрегатных состояниях вовсе не обязательно остается одним и тем же. Простейшим примером может служить Na l, имеющий в кристалле ионную, а в парах молекулярную структуру. [c.311]

На основании рентгенографического исследования большого числа кристаллических структур В. М. Гольдшмидту удалось открыть закон, который мы называем сейчас основным законом кристаллохимии. К сожалению, этот закон, несмотря на дальнейшие уточнения, до сих пор еще не носит строго количественного характера. По Гольдшмидту, кристаллическая стурктура вещества определяется численным соотношением, соотношением размеров и поляризационными свойствами различных строящих кристалл частиц и типом связи, существующим между ними. Для ионных соединений Гольдшмидт принимает, что кристалл составлен из соприкасающихся между собой ионов противоположного знака, причем чем больше координационное число, тем устойчивее структура. У соединений с одинаковым типом химической формулы, например АХ, координационное число зависит от соотношения радиусов противоположно заряженных ионов. Простые геометрические соображения показывают, что координационное число 3 возможно, если отношение радиусов центрального иона к окружающим больше 0.15. Если оно меньше 0.15, то центральный ион не может касаться одновременно всех трех противоположно заряженных ионов и должна появиться структура с координационным числом 2. При соотношении радиусов более 0.22 центральный ион может касаться четырех противоположно заряженных ионов, расположенных в углах тетраэдра. При этом структура с координационным числом 3 остается геометрически возможной, но будет метастабильной, так как устойчивее будет структура с координационным числом 4. Начиная с отношения Х равного 0.41, центральный ион может касаться 6 окружающих его ионов, расположенных по углам октаэдра, а при отношении 0.73 и выше он может касаться 8 ионов, расположенных по углам куба. Однако, как уже говорилось выше, ионы не являются твердыми несжимаемыми шарами, поэтому чисто геометрические соотношения не являются единственными факторами, определяющими структуру кристалла. Поляризационные свойства атомов и ионов, а также возможность появления нового типа связи играют не менее существенную роль, поэтому геометрические границы нередко смещаются как в одну, так и в другую сторону. [c.86]

Ионные кристаллы состоят из положительных и отрипатель-ных ионов. Эти ионы образуют кристаллическую решетку за счет того, что кулоновское притяжение разноименно заряженных ионов сильнее, чем кулоновское отталкивание одноименных ионов. Электронные оболочки всех ионов простого ионного кристалла соответствуют электронным оболочкам, характерным для инертных газов. Иапример, нейтральные атомы лития и фтора имеют электронные термы Ы — 15 25, Р — 1в 2в 2р , в то же время в кристалле фтористого лития однократно заряженные ионы имеют электронные конфигурапии, характерные соответственно для атомов гелия и неона — 1 , Р — 1з 2з 2р . Атомы инертных газов имеют замкнутые электронные оболочки и распределение заряда в них сферически симметрично. Поэтому можно ожидать, что и распределение заряда каждого иона в ионном кристалле будет приближенно сферически симметричным. В этом состоит обоснование модели жестких шаров при изучении ионных кристаллов. [c.62]