Кристаллы межъядерные расстояния

Атомные и ионные радиусы. Условно принимая, что атомы и ионы имеют форму шара, можно считать, что. межъядерное расстояние с/ равно сумме радиусов двух соседних частиц. Очевидно, если обе частицы одинаковы, радиус каждой равен У 2 Так, межъядерное расстояние в металлическом кристалле натрия й == 0,320 нм. Отсюда металлический атомный радиус натрия равен 0,160 нм. Межъядерное расстояние в молекуле Маа составляет 0,308 нм, т. е. ковалентный радиус атома натрия равен 0,154 нм. Таким образом, атомные радиусы одного и того же элемента зависят от типа химической связи. Величины ковалентных радиусов зависят также от порядка химической связи. Например, при одинарной, двойной и трой- [c.152]

Эффективные радиусы атомов и ионов в соединениях определяют по ра ности межъядерного расстояния и известного эффективного радиуса одной из частиц. Так, разными методами установлено, что ионный радиус иона F составляет 0,133 нм. С другой стороны, расшифровка рентгенограмм кристалла NaF дает значение d = = 0,231 нм. Следовательно, радиус иона Na+ равен 0,098 нм. [c.153]

Особенно важное значение для химика-неорганика имеют значения радиусов ионов. Если кристалл состоит из ионов (например, Ыа СГ, Са Ра), то межъядерное расстояние можно рассматривать как сумму ионных радиусов г,-. Например, в кристалле КР, расстояние К — Р равно 266 пм. Зная радиус Р , можно найти для К+. На основании данных- ряда экспериментальных и теоретических исследований принимаю г, что радиусы ионов 0 и Р равны соответственно 132 и 133 пм. По этим значениям величин л- из межатомных, расстояний в кристаллах находят радиусы других ионов. Значения ряда ионных радиусов представлены в табл, 1.51 [c.47]

Межъядерные расстояния в молекулах можно оценить разными методами, в первую очередь сравнением в рядах сходственных соединений. Часто длину связи оценивают как сумму так называемых ковалентных радиусов атомов гдв = Ra + Rb. Так как изолированных атомов в молекуле не существует, естественно, что понятие атомных радиусов является чисто эмпирическим. Разделив пополам межъядерное расстояние в гомонуклеарных двухатомных молекулах I2, ВГа, I2 и других или в кристаллах элементов С, Si и др., определяют радиусы атомов С1, Вг, I, С, Si и др. В эти величины вводят эмпирические поправки, как, например, в Rh или Rp, для лучшего согласия с опытными значениями где. Так получена система ковалентных радиусов Полинга (табл. 8). Для соединений с заметной по- [c.104]

При образовании водородной связи изменяются межъядерные расстояния в молекуле, связь К-Н удлиняется, изменяется электронная структура молекул. Наличие водородных связей сказывается на ряде физических свойств систем, их спектральных и диэлектрических характеристиках. Жидкости и кристаллы, в которых имеет место образование ассоциатов и сольватов, характеризуются повышенными температурами кипения и плавления. [c.97]

Атомные и ионные радиусы. Условно принимая, что атомы и ионы имеют форму шара, можно считать, что межъядерное расстояние d равно сумме радиусов двух соседних частиц (точнее сфер их действия). Очевидно, если обе частицы одинаковы, радиус каждой равен 1/2 d. Так, межъядерное расстояние в металлическом кристалле натрия ( =3,20 A. Отсюда металлический атомный радиус натрия равен 1,60 A. Межъядерное же расстояние в ковалентной молекуле Nag составляет 3,08 A, т. е. ковалентный радиус [c.184]

Если соединение образовано разнородными частицами, эффективные радиусы определяются по разности межъядерного расстояния п известного эффективного радиуса одной из частиц. Так, с помощью разных методов установлено, что радиус иона F составляет 1,33 А. С другой стороны, расшифровка рентгенограмм кристалла NaF дает значение < =2,31 А. Следовательно, радиус иона Na+ равен 0,98 А. [c.185]

Оценка межъядерных расстояний в кристаллах простых веш,еств. Если известен объем, занимаемый 1 моль вещества, можно вычислить объем, приходящийся на одну частицу этого вещества (атом металла и т. п.), и далее рассчитать расстояние между ядрами атомов простого вещества. [c.443]

Измерьте линейкой размеры заранее приготовленных в виде различных геометрических фигур (куб, цилиндр, конус, прямоугольник, шар и т. п.) образцов металлов — медь, цинк, железо, никель, алюминий и т. п. Вычислите объем каждого образца. Взвесьте его. Вычислите число молей металла и число атомов, содержащихся в образце. Рассчитайте объем, приходящийся на один атом и межъядерное расстояние в кристалле данного металла. [c.443]

Согласно положениям квантовой механики изолированный атом не имеет строго определенного размера с одной стороны, электронное облако практически становится очень размытым уже на расстоянии в несколько нанометров от ядра, с другой стороны, электронная плотность теоретически обращается в нуль лишь на бесконечно большом расстоянии от ядра. Следовательно, определять абсолютные размеры атомов практически не представляется возможным. Можно говорить лишь о радиусах, определяемых по межъядерным расстояниям в кристалле и молекулах (эффективные радиусы атомов). [c.57]

Свойства атомов, такие, как их размер, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, степень окисления, связаны с электронной конфигурацией атома. В их изменении с увеличением порядкового номера элемента наблюдается периодичность. Рассмотрим наиболее важные периодические свойства атомов. Атомы не имеют строго очерченных границ из-за волнового характера движения электронов. В расчетах пользуются так называемыми эффективными или кажущимися радиусами, определяемыми из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в молекулах и кристаллах. При этом атомы представляют в виде соприкасающихся друг с другом несжимаемых шаров. Радиус атома — важная его характеристика. Чем больше радиус атома, тем слабее удерживаются внешние электроны, т. е. слабее притягиваются к ядру. [c.34]

Анализ строения жидкостей с помощью уравнений (V. 3) и (V. 5) опирается, в сущности, на тот же подход к рещению проблемы, что и рентгенография кристаллов или электронография молекул. Во всех этих методах подбираются такие характеристики структуры (тип и параметры кристаллической решетки, валентные углы и межъядерные расстояния в молекулах, углы, определяющие взаимную ориентацию молекул в ассоциатах и комплексах), которые позволяют наиболее полно и корректно описать результаты систематических экспериментальных исследований. [c.110]

Любопытно также, что скачки межъядерного расстояния d в кристаллах европия и иттрия не влияют на последующее закономерное снижение величины Оно продолжается с ростом порядкового числа атомов так, как если бы упомянутых скачков не было. [c.186]

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 химической практике наиболее широко используются так называемые эффективные (т. е. проявляющие себя в действии) радиусы атомов, рассчитанные из эк.с-периментальных данных по межъядерным расстояниям в молекулах и кристаллах. На размер таких радиусов оказывают влияние различные факторы (структура вещества, характер связи, степень окисления элементов и т. д.). Поэтому необходимо различать радиусы атомов в соединениях с ковалентной, металлической и ионной связями (соответственно ковалентные, металлические и ионные радиусы). Ковалентные и металлические радиусы по смыслу отвечают понятию атомный радиус . [c.46]

Эффективные радиусы, рассчитанные для кристаллов с преимущественно ионным типом связи, получили название ионных радиусов. При этом различают радиусы положительных ионов (катионов), которые всегда меньше атомных радиусов соответствующих элементов, и радиусы отрицательных ионов (анионов), которые больше атомных радиусов. Межъядерное расстояние рассматривается как сумма ионных радиусов катиона и аниона. [c.51]

Молекулы брома и его аналогов двухатомны. Как видно из приведенных данных, с увеличением в ряду Вгг — межъядерного расстояния i/ээ энергия диссоциации молекул АЛдисс.э, уменьшается, что объясняется уменьшением степени перекрывания связующих электронных облаков. В этом ряду увеличивается поляризуемость молекул, а следовательно, усиливается способность к межмолекулярному взаимодействию. Поэтому в ряду Вгг — I-j — Atj возрастают температуры плавления и кипения. В обычных условиях бром — красно-коричневая жидкость, иод — черно-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском, астат — твердое вещество металлического вида. [c.299]

Одинаковый характер гибридизации валентных орбиталей атомов предопределяет далеко идущую аналогию между простыми веществами р-элементов IV группы и соединениями, образованными элементами, равноотстоящими от IV группы. Так, межъядерное расстояние в кристаллах AIP (0,235 нм), GaAs (0,243 нм), InSb (0,280 нм) практически ] авно расстояниям в изоэлектронных им кристаллах Si (0,235 нм). Ge (0,245 нм) и a-Sn (0,280 нм). То же самое следует сказать о средней [c.466]

Электронные облака не имеют резко очерчеипых границ. Поэтому понятие о размере атома не является строгим. Ио если представить себе атомы в кристаллах простого вещества в виде соприкасающихся друг с друго.м шаров, то расстояние между центрами соседних шаров (т. е. между ядрами соседних атомо ) можно принять равным удвоенному радиусу атома. Так, наименьшее межъядерное расстояние в кристаллах мед разно 0,256 им это позволяет считать, что радиус атома меди равен половине этой величины, т. е, 0,128 нм. [c.99]

Межъядерные расстояния у ионных молекул в газовой фазе значительно меньше, чем в соответствующих кристаллах. Например, межъядерное расстояние в Na l (г.) 2,36 А, тогда как в КаСЦтв.) минимальное межъядерное расстояние равно 2,81 А. Основываясь на рассмотрении рис. 14-9, где изображена структура Na l(TB.), объясните причину этого явления. [c.642]

Глубина потенциальной ямы (ван-дер-ва-альсова энергия взаимодействия на равновесном расстоянии Sq) мала 1 5 кДж/моль ( в 100 раз меньше энергии химической связи), равновесное расстояние между центрами молекул в жидкости или кристалле 3 10 — 5 10" м ( 3 н- 5 A) значительно превышает межъядерное расстояние в молекулах. Однако китайской стены между химическим и ван-дер-ваальсовым взаимодействием нет, природа взаимодействия одна и та же, электрическая. Аналитическое выражение для потенциальной кривой межмолекулярного взаимодействия (рис. 62) имеет вид [c.135]

Иногда спектры ЯКР используют и для получения данных о таких геометрических параметрах частиц, как валентные углы и межъядерные расстояния. Конечно, эти данные не обладают высокой точностью, но могут служить прикидочными при изучении сложных структур кристаллов. Например, при изучении РВгзО в виде монокристалла были измерены зеемановские расщепления каждой линии ЯКР Вг в зависимости от ориентации кристалла, удалось определить его пространственную группу (Рпта)- [c.102]

Часто обнаруживается, что два вещества образуют кристаллы одинаковой формы и структуры. Такое явление называют изоморфизмом. Например, кристаллы NaNOs и СаСОз близки по форме и межъядерным расстояниям, но различаются по другим свойствам. Обычно понятие изоморфизма используется для описания явления образования кристаллических фаз переменного состава вследствие взаимной замещаемости частиц (атомов, молекул, групп) в узлах кристаллической решетки. Это явление правильнее называть замещением или растворением. Например, в кристаллической структуре КС1 хлорид-ионы могут быть заме- [c.163]

Важное значение для химика-неорганика имеют радиусы ионов ионные радиусы). Если кристалл состоит из ионов, например Ка С1, (Га Р5, то межионное (межъядерное) расстояние можно рассматривать как сумму ионных радиусов л. Предложены различные способы разделения межионных расстояний на слагаемые, отвечающие отдельным ионам. Соответственно известен ряд шкал ионных радиусов (Гольдшмидта, Полинга и др). Наиболее распространена в настоящее время шкала так называемых физических радиусов ионов, предложенная физиками Шенноном и Прюиттом в 1969 г. В этой системе радиусов границей между ионами считается точка минимума электронной плотности иа линии, соединяющей центры ионов. Такую систему радиусов удалось разработать благодаря появлению метода точного определения электронной плотности в кристаллах по рассеянию кристаллами рентгеновского излучения. Ионные радиусы по шкале Шеннона и Прюитта представлены в табл. 1.5 (указаны значения радиуса иона в кристаллической решетке при окружении его шестью ближайшими соседями). [c.51]

Особенно важное значение для химика-неорганика имеют величины радиусов ионов их мы рассмотрим подробнее. Если кристалл состоит из ионов (например, На+СГ, Са2 Р7), то межъядерное расстояние можно рассматривать как сумму ионных радиусов г он- Но для того чтобы рпределить одно из слагаемых, надо кроме суммы знать и Другое слагаемое. На основании данных ряда экспериментальных [c.81]

Зная ) (КС1) = 2,667-10 м (2.667 А) и определив 2эфф(К ) = 8,20 и 2,фф(СГ)=6,06 (см. 11), находим г(К+) = 1,132-10 м (1,132 А) иг (СГ) = = 1,534 10 ° м (1,534 А). Исхода из (39.11) и принципа аддитивности, т. е. из (39.10), находим радиусы других ионов, например r(Na ) иг(р) из Ti(NaF). Теперь из r(Na ) и г(СГ) можно найти гДКаС ). Такая система радиусов ионов в молекулах ранее использовалась для расчета межъядерных расстояний в молекулах МеХ. В настояшее время эти расстояния установлены экспериментально. Значительно шире используется химиками система ионных радиусов для расчета свойств кристаллов (так называемые кристаллохимические радиусы). [c.163]

Важной характеристикой структурного типа кристалла является координационное число для ионных кристаллов это — число ионов противоположного знака, окружающих данный ион. В решетке Na l (см. рис. 69) ион Na окружен шестью ионами СГ и наоборот, следовательно, координационное число (КЧ) равно шести. Для структурного типа s l КЧ = 8 (см. рис. 69). Структурные типы ионных соединений AXj и XjA характеризуют два КЧ. Так, для флюорита КЧ(Са ) = 8, K4(F ) = 4. Подобно тому ка к это сделано для двухатомных молекул, расстояние между двумя ионами в кристалле можно условно разделить на две части и назвать их радиусами катиона и аниона. Хотя радиус иона — это условная, эффективная величина, она дает представление о доле межъядерного расстояния, приходящейся на данный ион. В основу системы так называемых кристаллохимических радиусов Гольдшмидта (1928) положено представление об аддитивности межъядерных расстояний. Приняв для радиусов ионов фтора и кислорода на основе физи- [c.167]

Вычисленные по радиусам Гольдшмвдта межъядерные расстояния в кристаллах хорошо согласую тся с опытом. Это позволяет проводить расчеты для тех кристаллов, у которых эти расстояния еще не измерены. Величина ионного радиуса изменяется с изменением координационного числа. Обычно в таблицах приводятся радиусы для КЧ = 6, [c.168]

Гиллеспи, по нашему мнению, не имеет принципиальных преимуществ перед концепцией гибридизации в методе локализованных пар и не всегда ее предсказания верны Наконец, всегда остается возможность оценить конфигурацию молекз лы сравнительным методом, основанным на периодическом законе, и это один из наиболёе надежных способов. Тем же методом вполне удовлетворительно оцениваются и межъядерные равновесные расстояния [к-42]. Можно также переносить значения длины связи из простейших мадгекул в более сложные, если не требуется высокой точности. Часто длину связи оценивают как сумму так называемых ковалентных радиусов атомов + Так как изолированных атомов в молекуле не существует, естественно, что понятие атомных радиусов является чисто эмпирическим. Разделив пополам межъядерное расстояние в гомонуклеарных двухатомных молекулах С12, Вг2, Гд и других или в кристаллах элементов С, 81 и других, находят радиусы атомов С1, Вг, I, С, 81 и др. В эти величины вводят эмпирические поправки, как, например, в Лд или, для лучшего согласия с опытными значениями Гдв Так получена система ковалентных радиусов Полинга. Для соединений с заметной полярностью связи используют формулу Шумейкера — Стивенсона [c.203]

Размеры атомных частиц. Количественной характеристикой размеров атомных частиц служат их радиусы. Они находятся обычно из данных о межъядерных расстояниях в молекулах и кристаллах делением их на вклады, относящиеся к отдельным атомам. Причем предполагается, что яfoмныe частицы элементов в соединениях сферические и касаются друг друга своими поверхностями. По виду атомных частиц (атомы, ионы) радиусы подразделяются на атомные и ионные. [c.13]

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 своимн 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 радиусами. 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 0,113 нм. А расстояние между ядрами N3 и Р в решетке ЫаР было установлено равным 0,231 нм. Отсюда радиус иона Ыа+ 0,231—0,113 = 0,098 нм. Металлические радиусы получены делением пополам расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллических решетках металлов. Ковалентные радиусы неметаллов также вычислены как половина межъя-дерного расстояния в молекулах или кристаллах соответствующих [c.67]

А. И. Китайгородский предложил метод расчета энергии решетки молекулярных кристаллов с помощью атом — атом потенциалов . Каждый атом, входящий в молекулу, рассматривается как некоторый силовой центр. Энергия взаимодействия молекул равна сумме энергий парных взаимодействий атомов i и /, принадлежащих разным молекулам. Энергии взаимодействия атомов Езависят лишь от сорта атомов. Они не зависят от того, в какую молекулу и в каком валентном состоянии атомы входят. Для Емогут быть приняты различные аналитические выражения, например потенциал Леннарда—Джонса и др. Параметры эмпирических соотношений подбираются так, чтобы, зная все межъядерные расстояния в кристалле, можно было получить правильное значение энергии решетки кристалла. Подробное описание этого метода и примеры его применения приведены в монографии А. И. Китайгородского Молекулярные кристаллы [59] и обзоре П. М. Зоркого и М. А. Порай-Кошица [60]. Метод атом—атом потенциалов дает возможность подобрать межатомные потенциалы на основе экспериментальных данных для нескольких представителей какого-либо класса органических веществ, а затем применять полученные кривые для вычисления свойств всех остальных веществ этого класса. Так, например, зная потенциалы взаимодействия атомов С и С, С и Н, Н и Н, можно рассчитывать энергию и ряд других свойств множества кристаллов углеводородов. [c.98]

Вандерваальсов радиус атомов хлора составляет около 0,18 нм. Следовательно, межъядерные расстояния между химически несвязанными атомами хлора должны быть не менее 0,36 нм. Второй максимум на кривой атомного распределения жидкого хлора имеет абсциссу, равную 0,4 нм, и обусловлен расстоянием между примыкающими друг к другу атомами хлора соседних молекул I2. Грубо приближенная оценка площади под этим максимумом приводит к выводу, что каждая молекула хлора окружена шестью ближайшими соседями (А. Ф. Скры-шевский [ 13]). Отсюда можно заключить, что расположение соседних молекул жидкого хлора даже при температурах выше точки кипения (температура кипения равна — 34,05°С) мало отличается от расположения молекул в кристаллах хлора. Каждый атом хлора молекул СЦ в кристаллической фазе имеет две слабые химические связи с двумя соседними молекулами, расположенными в той же плоскости. Расстояние между центрами слабо связанных друг с другом атомов хлора соседних молекул равно 0,33 нм. Таким образом, молекула СЦ имеет 4 соседние молекулы, расположенные в одном плоском слое (так же, как и I2). Еще две соседние молекулы хлора помещаются в плоских слоях, находящихся выше и ниже того слоя, в котором имеется выбранная нами центральная молекула СЦ. С ростом межатомного расстояния корреляция положений молекул жидкого СЦ быстро исчезает, как это следует из рис. 27. [c.121]

Настоящая работа (№ государственной регистрации 01.20.00 00161) направлена на решение фундаментальной проблемы протекания в твердых телах особого типа бимолекулярных химических реакций, не сопровождающихся массопереносом - реакций с участием квазичастиц, создаваемых внешними воздействиями. Новизна подхода заключается в изучении прежде всего особенностей химических механизмов деградации электронных возбуждений в ионно-молекулярных кристаллах. Автолокализация в ионных кристаллах, таких как ЩГК, процесс по сути физический, т.к. взаимодействие квазичастиц с решеточными фононами приводит, как правило, только к изменениям межъядерных расстояний. Аналогичный процесс в ионно-молекулярных кристаллах (ИМК) происходит при участии как решеточных, так и локальных, внутренних колебаний, что зачастую приводит к разрыву или перераспределению химических связей внутри сложных ионов с образованием различного рода новых частиц-изомеров, комплексов с переносом заряда, соединений с необычной степенью окисления. [c.97]