Энергии связей атомов в кристаллах

Чтобы перейти из одного узла решетки в другой, атом должен преодолеть определенный энергетический барьер, зависящий от энергии связи в кристалле. Переход атомов при тепловом двил<еиии из одних положений равновесия в другие называется самодиффузией, а минимальная энергия, необходимая для этого перехода, называется энергией активации при самодиффузии, или энергией разрыхления решетки. Атомы, перешедшие в другое положение равновесия, называются дислоцированными, а незанятые узлы — вакантными (рис. 20). Образующиеся в кристалле вакантные узлы не остаются незанятыми. Чем выше температура, тем больше дислоцированных атомов и вакантных узлов. Вместе с тем число их даже при температурах, близких к плавлению, не превышает 2,0% Из-за хаотичности теплового движения атомов в некоторых участках кристалла могут оказаться не отдельные дислоцированные атомы и вакантные узлы, а их скопления, приводящие к значительному местному отклонению энергии, плотности и упаковки атомов от среднего значения энергии, плотности и упаковки. [c.78]

Остановимся теперь на вопросе о движении электронов в валентной зоне и зоне проводимости. Электрон в кристалле нельзя считать свободным, так как при движении он находится в поле действия атомов. Энергия связи электрона с атомом все время изменяется увеличивается при приближении к атому и уменьшается при удалении от него. Поэтому скорость электрона в решетке изменяется периодически. [c.124]

Вычисленная таким образом энергия атомной решетки представляет собой суммарную энергию связей в соединении. Приближенный расчет энергии связей в атомной решетке возможен только для простейших веществ при условии, если известна структура кристаллов. В отношении кристаллов 8102 известно, что каждый атом кремния связан с 4 атомами кислорода. Если других взаимодействий между атомами в решетке ЗЮа нет, то ДЯз) о = 1874/4 = 469 кДж. [c.49]

Рентгеноструктурными, электронографическими и другими новыми методами исследования структуры углерода установлено, что чистый углерод кристаллизуется с образованием кубической (алмазы) и гексагональной (графит) форм. В узлах кристаллической решетки алмаза каждый атом углерода направляет свои четыре о-связи к четырем соседним атомам. Расстояние между атомами в решетке алмаза такое же, как между атомами углерода в органических соединениях— 1,54 А. Энергия связи между атомами углерода весьма высока, что обусловливает высокую твердость алмаза, малую его летучесть и большую химическую стойкость. Теплота сгорания алмаза несколько выше, чем графита. В связи с этим при нагреве алмаза без доступа воздуха он переходит в термодинамически более устойчивое состояние — в графит. В кристалле графита (рис. 12) атомы углерода в базисных плоскостях расположены в углах шестиугольников, на расстоянии 1,42 А, т. е. на таком л<е расстоянии, как и в молекулах бензола. Прочность связей углерода в базисной плоскости кристалла графита примерно в шесть раз выше, чем в атомах углерода, расположенных на двух плоскостях, находяш,ихся на расстоянии 3,345 А. Относительно большое расстояние между базисными плоскостями обусловливает специфические физико-химические и механические свойства графита. Значительное расстояние между базисными плоскостями приводит к тому, что между ними могут внедряться атомы других элементов меньших размеров. [c.50]

В заключение отметим, что ряд вопросов, связанных со строением полимерных кристаллов требует еще детального теоретического объяснения и расчетов методом атом — атом потенциалов. Это прежде всего априорные предсказания пространственной группы и параметров элементарной ячейки — за исключением работы [209], такие расчеты для полимеров не проводились, тогда как для низкомолекулярных кристаллов мы имеет большое число расчетов и даже попыток уточнить параметры атом — атом потенциалов. Далее, представляется интересным теоретически объяснить складывание полимерных цепей, структуру и относительную стабильность различных полимерных модификаций и, наконец, возникновение газокристаллического состояния. В связи с последним было бы полезно Измерять на опыте разность энергий полностью упорядоченного кристалла и кристалла, упорядоченного только в одном направлении — газокристаллического состояния. [c.86]

Некоторые выводы мы можем сделать на основании одного простого примера. Рассмотрим металл литий с кристаллической структурой о. ц. к. и кратчайшим возможным расстоянием между ядрами, равным 3,03 А. В атоме лития имеются только три электрона, основное состояние которых (ls) (2s) радиус иона Ы+(15)2 (табл. 28 на стр. 337) равен всего лишь 0,60 А. На внутренние сильно связанные электроны другие атомы лития почти не будут оказывать влияния, поэтому мы приходим к выводу, что один и только один валентный электрон каждого атома сообщает кристаллу металлические свойства. Все связи атома с его ближайшими четырнадцатью соседями обязаны своим существованием этому единственному (на каждый атом) электрону, связывающая сила которого, таким образом, размазана . Это следует также из сравнения длины связи, (2,67 А) в двухатомной молекуле Ыг с кратчайшим возможным расстоянием (3,03 А) между атомами в металле. Увеличенная длина связи в металле означает, что последняя ослаблена в то же время число связей в металле больше, вследствие чего полная энергия связи на один атом возрастает от 13 ккал/моль в молекуле до 39 ккал/моль в металле. Валентные электроны, или электроны проводимости, таким образом, связаны в металле сильнее, чем в молекуле, но их связывающая сила распределена между большим числом объектов. [c.342]

Б. Примесные атомы имеют меньшее число валентных электронов, чем замещаемые ими атомы основного соединения. По отношению к германию таким свойством обладает, например, бор, занимающий место в третьей группе Периодической системы и имеющий в валентной оболочке три электрона. Поскольку для образования насыщенной ковалентной связи в кристалле германия нужно по четыре электрона от каждого атома, примесному атому бора для этого не хватает одного электрона, и один из принадлежащих-ему разрешенных уровней энергии оказывается свободным. Этот уровень может быть заполнен, если при тепловых флуктуациях атом бора захватит недостающий электрон у одного из соседних атомов германия. В результате примесный атом бора превращается в отрицательно заряженный ион, а в валентной зоне кристалла, образуемой уровнями валентных электронов германия, возникает электронная дырка [c.35]

Свободная поверхностная энергия на границе кристалл — расплав, отнесенная к одному поверхностному атому по некоторым данным, принимается равной половине скрытой теплоты плавления, также отнесенной к одному атому. Учитывая ретикулярную плотность различных граней, можно построить шкалу относительных свободных энергий граней с малыми индексами и принять, что относительные скорости образования двумерных зародышей на этих гранях обратно пропорциональны размерам таких скоплений атомов, которые позволяют осуществить насыщение половины свободных связей на этих поверхностях. [c.261]

Германий и кремний образуют ковалентные кристаллы, в которых каждый атом связан с четырьмя другими. При плавлении происходит диссоциация ковалентных связей, координационное число атомов увеличивается до восьми и возникает металлическая связь. Энергия связей 8i—81 больше, чем Ge—Ge, и поэтому кремний плавится при более высокой температуре. [c.175]

Распределение электронов влечет за собой различное поведение атомов металлических частиц при адсорбции. Эта простая модель подобна модели роста кристалла. Вычисленное снижение энергии связи на один атом в ММД соответствует наблюдаемому уменьшению теплоты сублимации малых частиц [19]. В табл. 3 даны энергии адсорбции одного или нескольких одинаковых атомов, занимающих разные положения. Как этого можно было ожидать, прочность связи уменьшается в ряду центр > угол > ребро. Приводимые в табл. 3 значения показывают, что энергия адсорбции является функцией от степени заполнения поверхности 6. [c.78]

Попробуем для начала придумать простую модель барьера, возникающего при образовании вакансии. Образовать вакансию — значит вынуть атом из середины кристалла на поверхность. Пусть энергия связи атома с ближайшими соседями равна е, таких соседей Z. Все связи одинаковы (чистый металл), взаимодействием с атомами, расположенными дальше ближайших соседей, можно пренебречь. (Это, конечно, не совсем правильно, так как вторые соседи расположены не намного дальше от атома, чем первые. Например, в металле с ГЦК решеткой, если до ближайших — первых — соседей расстояние равно Д, то до вторых— 1,41 Д а в металле с ОЦК решеткой — Д и 1,16 Д соответственно. Однако в целях упрощения задачи так делают почти всегда, памятуя, что межатомное взаимодействие сильно убывает с расстоянием. Такое приближение даже получило специальное название — модель парных взаимодействий.) Тогда, чтобы вытащить атом из середины. кристалла, надо разорвать Z связей и затратить энергию Ze. [c.116]

Остается оценить е. Сделаем это так. Если разорвать все связи, то кристалл превратится в пар. Следовательно, энергия разрыва всех связей равна энергии сублимации Еа. Посчитаем теперь все для 1 моля металла, т. е. для N атомов. Каждый атом образует 2 связей, стало быть, всего связей ZN 2 (половинка появилась потому, что каждую связь мы посчитали дважды один раз, когда считали связи для атома Л, находящегося па одном конце связи, второй — для атома В — на дру- [c.117]

Природу химической связи и характерные особенности металлов можно объяснить на примере лития следующим образом. В кристалле лития орбитали соседних атомов перекрываются. Каждый атом предоставляет на связь четыре валентные орбитали и всего лишь один валентный электрон. Значит, в кристалле металла число электронов значительно меньше числа орбиталей. Поэтому электроны могут переходить из одной орбитали в другую. Тем самым электроны принимают участие в образовании связи между всеми атомами кристалла металла. К тому же атомы металлов характеризуются невысокой энергией ионизации — валентные электроны слабо удерживаются в атоме, т. е. легко перемещаются по всему кристаллу. Возможность перемещения электронов по кристаллу определяет также электрическую проводимость металла. [c.89]

К третьему уровню иерархии относятся явления, связанные с процессом взаимодействия системы кристалл — несущая (сплошная) фаза. Наглядную картину структуры связей ФХС демонстрирует обычно диаграмма взаимных влияний физических и химических явлений системы. При построении такой диаграммы ФХС представляем в виде набора элементов и их связей. При этом узлам диаграммы ставятся в соответствие отдельные явления или эффекты в системе, а дугам — причинно-следственные связи между ними (рис. 1). Растущая кристаллическая частица движется в объеме сплошной фазы под действием сил сопротивления, инерционных, тяжести, подвергаясь одновременно воздействию механизма переноса массы ПМ, энергии ПЭ и импульса ПИ через границу раздела фаз в направлении 1- 2 (где 1 означает принадлежность к сплошной фазе, 2 — к кристаллу). Процесс кристаллизации на частице идет при неравновесии химических потенциалов вещества в несущей фазе и в частице Д , неравновесности по температурам фаз Ат скоростной неравновесности А , т. е. при несовпадении скоростей фаз. Поэтому естественно принять, что рассматриваемая неравновесность гетерогенной системы и обусловливает совокупность явлений, составляющих механизм межфазного переноса при кристаллизации. Причем неравновесность гетерогенной системы в целом (по Ац, Ат, А ) обусловливает в качестве прямого эффекта (сплошные дуги) перенос массы через поверхность в направлении 1- 2 (дуги 1, 2, 3). Каждый вид неравновесности обусловливает прежде всего перенос соответствующей субстанции (дуги 4, 5) и одновременно оказывает перекрестное или косвенное влияние (пунктирные дуги) на перенос других субстанций (для ПЭ — дуги 6, 9 для ПИ — дуги 7, 8). [c.8]

Ионы Li+ (атомные остовы), имеющие электронную структуру расположены по узлам объемноцентрированной кубической решетки. Известно, что радиус иона Li+ составляет О, 68 А. Длина связи Li—Li в молекуле Lia в газе равна 2,674 А, а в кристалле лития расстояние между ближайшими соседями составляет 3,03 А. Однако увеличенную длину связи в кристалле по сравнению с молекулой нельзя рассматривать как признак более слабой связи. Энергия связи в кристалле равна 39 ккал1молъ, а в молекулярном газе эта энергия составляет 13 ккал1молъ. Металлическая связь осуществляется через электроны, образующие газ почти свободных электронов (так называемые электроны проводимости). Атом в решетке, таким образом, связан даже сильнее, чем в молекуле. [c.198]

СЯ для образования ковалентных связей в кристаллической структуре кремния, у фосфора остается еще один электрон. При наложении на кристалл электрического поля этот электрон может смещаться в сторону от атома фосфора поэтому говорят, что фосфор является донором электронов в кристалле кремния. Для высвобождения донируемых электронов требуется лищь 1,05 кДж моль эта энергия превращает кристалл кремния с небольшой примесью фосфора в проводник. При введении в кристалл кремния примеси бора возникает противоположное явление. Атому бора недостает одного электрона для построения необходимого числа ковалентных связей в кристалле кремния. Поэтому на каждый атом бора в кристалле кремния приходится одна вакансия на связывающей орбитали. На эти вакантные орбитали, связанные с атомами бора, могут быть возбуждены валентные электроны кремния, что дает возможность электронам свободно перемещаться по кристаллу. Подобная проводимость осуществляется в результате того, что на вакантную орбиталь атома бора перескакивает электрон соседнего атома кремния. Вновь образовавшаяся вакансия на орбитали атома кремния тут же заполняется электроном со следующего за ним другого атома кремния. Возникает каскадный эффект, при котором электроны перескакивают от одного атома к следующему. Физики предпочитают описывать это явление как движение положительно заряженной дырки в противоположном направлении. Но независимо от того, как описывается это явление, твердо установлено, что для активации проводимости такого вещества, как кремний, требуется меньше энергии, если в кристалле содержится небольшое количество донора электронов типа фосфора либо акцептора электронов типа бора. [c.632]

Необычные свойства воды объясняются ее строением. Молекула воды нелинейна — угол между связями Н—О—Н равен 104°27. Связи Н—О ковалентны, однако они полярны, т. е. некоторый положительный заряд несут атомы водорода, а отрицательный — атом кислорода. Вследствие этого связанный атом кислорода способен притягивать атом водорода соседней молекулы с образованием водородной связи, что существенно повышает общую энергию связи. Таким образом, молекулы в воде ассоциированы. В кристаллах льда водородные связи еще сильнее. В силу высокой полярности молекул Н2О вода является растворителем других полярных соединений, не имея себе равных. [c.101]

Адсорбция поверхностно активных веществ на поликристаллических металлических электродах находится в зависимости от поверхностной энергии на отдельных гранях кристаллов и поверхностной энергии на ребрах и вершинах кристаллов. По мнению Лангмьюра, каждый поверхностный атом металла служит адсорбционным центром, способным поверхностной энергией связать ион, атом или молекулу адсорбируемого вещества. [c.103]

Подобно фосфору, мышьяк способен существовать в нескольких аллотропических формах, из которых наиболее устойчива обычная серая. С повышением давления ее температура плавления довольно быстро возрастает (достигая 950 С при 60 тыс. ат). При очень быстром охлаждении паров получается желтый мышьяк с плотностью 2,0 г см , довольно хорошо растворимый в сероуглероде (около 8% при 20 °С) и образующий при упаривании такого раствора желтые кристаллы. Последние слагаются из молекул Аз<, имеющих, как и у фосфора (рис. 1Х-33), структуру правильного тетраэдра [ (АзАз) = = 2,44 А, к(АзАз) = 1,5, энергия связи 40 ккал моль]. На воздухе желтый мышьяк легко окисляется, а под действием света быстро переходит в серую форму (теплота перехода 1,8 ккал г-атом). При возгонке Аз в струе водорода образуется аморфный черный мышьяк с плотностью [c.467]

В чистом полупроводнике при полном отсутствии причин его возбуждения, т. е. при О К, все энергетические уровни валентной зоны заняты полностью электронами, а вся зона проводимости свободна. С точки зрения структурной химии это значит, что все валентные электроны находятся в связывающих орбиталях алмазоподобного кристалла, и каждый атом образует с соседними по четыре неразличимые ковалентные связи. В таком состоянии полупроводник является диэлектриком (изолятором), так как электроны в нем не имеют возможности перемещаться. При повышении температуры часть электронов увеличивает свою энергию на определенную величину, необходимую для их перевода из валентной зоны на какой-либо энергетический уровень зоны проводимости. Очевидно, что минимальный прирост энергии электрона необходимый ему для соверщения такого перескока, равен ширине запрещенной зоны Д и может быть назван энергией возбуждения ковалентной связи в кристалле. Иногда для этого достаточно осветить полупроводник или предоставить электронам какую-либо другую возможность поглотить кванты энергии. [c.285]

Причиной адсорбции веществ на поверхности твердых и жидких тел является неполная насыщенность химических или вандерваальсовых сил у молекул и атомов (ионов), находящихся в поверхностном слое, так как число соседей всегда меньше, чем у тех, что находятся в объеме. Например, поверхностные атомы кристаллов германия или кремния в лучшем случае связаны ковалентными связями с тремя другими, а не с четырьмя, как в объеме, и поэтому имеют по крайней мере одну ненасыщенную валентность. Во всех случаях средняя энергия связи в расчете на одну молекулу, один атом или ион поверхностного слоя меньше, чем у частиц, находящихся в объеме тела запас же их свободной энергии больше, чем у частиц внутри объема. Частицы конденсированных тел стремятся расположиться так, чтобы суммарная энергия химической связи между ними стала макримальной, а О [c.168]

Причиной адсорбции веществ на поверхности твердых и жидких тел является неполная насыщенность химических или вандерваальсовых сил у молекул и атомов, (ионов), находящихся в поверхностном слое, так как число соседних частиц всегда меньше, чем у тех, что находятся в объеме. Например, поверхностные атомы кристаллов германия или кремния в лучшем случае связаны ковалентными связями с тремя другими, а не с четырьмя, как в объеме, и поэтому имеют по крайней мере одну, ненасыщенную валентность. Во всех случаях средняя энергия связи в расчете на одну молекулу, один атом или ион поверхностного слоя меньше, чем у частиц, находящихся [c.208]

Диаметр молекулы С о близок к 1 нм. Энергия связи атомов С велика и составляет 6,99 эВ/атом. При растворении в бензоле образуется малиновый р-р, после испарения к-рого в вакууме получают желтые кристаллы С ,. Кристаллич. решетка гранецентрир. кубическая. По пластичности кристаллы [c.211]

О поверхностных же соединениях этого сказать нельзя. Более того, атомы адсорбата, располагаясь на поверхности, находятся в определенных соотношениях с поверхностными атомами адсорбента. Они или накладываются атом на атом, или достраивают нарушенную решетку кристалла. Создается впечатление о своеобразном проявлении стехиометрических законов в этом двухмерном пространстве. Однако несомненно, что хемосорбция— это не даль-тонид. Во-первых, хемосорбции на диаграмме состава отвечает не точка, а некоторое неопределенное число точек, зависящее от природы вещества, удельной поверхности первичного кристалла и его термодинамического состояния. Во-вторых, энергия связи атомов адсорбата с поверхностью непрерывно изменяется в зависимости от заполнения П0 вepxн 0 ти и других факторов установлено, что она представляет непрерывный ряд значений от энергаи ван-дер-ваальсовского притяжения до энергии прочной химической связи. В третьих, промежуточная хемосорбция в условиях катализа представляет непрерывное изменение состава поверхностного соединения за счет адсорбции на одних участках и одновременной десорбции на других. На диаграмме состава она отражается в виде сплошной линии МК [c.13]

То ке самое видно, наконец, пз сопоставления парафиновых цепочек и кристалла алмаза, для которых энергии связей различаются на 2%, хотя в молекуле С Н2 +2 на каждый атом С приходится 2, а в кристалле алмаза — 12 невалентно взаимодействующих атомов С (атомов—вторых соседей). Такие примеры показывают, что для насыщенных соединений углерода, а также остальных э.1ементов IV группы (табл. 2) существенно лишь взаимодействие валентно связанных атомов, которое как раз и учитывается в принятом здесь приближении. [c.93]

Две наиболее распространенные модификации углерода — алмаз и графет — сильно отличаются по кристаллической структуре и свойствам. Алмаз представляет собой один из самых прочных кристаллов. Каждый атом в алмазе тетраэдрически окружен четырьмя ближайшими соседями. Мы считаем, что это происходит в результате образоваиия (гибридизации) четырех совершенно одинаковых молекулярных орбиталей о-типа, состоящих из одной 25- и трех 2р-атом1Ных орбиталей каждого атома углерода. Образованные таким образом молекулярные орбитали обладают строгой пространственной ориентацией и направлены к четырем вершинам тетраэдра на этих орбиталях располагаются только связывающие электроны, и образуемые ими связи характеризуются небольшой длиной. Такие связи очень прочны, и это придает кристаллу высокую твердость, т. е. способность сопротивляться деформации. Когда по кристаллу алмаза наносят резкий удар, энергия удара расходуется на разрыв связей, и кристалл раскалывается или разбивается В дребезги. Если удар направлен точ>но вдоль одной из плоскостей кристалла, то он раскалывается на два отдельных монокристалла. Если же удар не приходится вдоль какой-либо из плоскостей кристалла, энергия удара распределяется по нескольким таким плоскостям, и кристалл разбивается вдребезги. [c.516]

Сингулярные поверхности. В отсутствие дислокации ШИ случайных ступеней для роста (перпендикулярно к себе) ингулярной поверхности необходимо образование зародыша 3 форме диска моноатомной высоты для каждого растущего моно- лоя. Выступы на ступенях, которые связывают подобный диск, атем функционируют в качестве мест внедрения атомов пара. 1 кристалл таким же образом, как это происходит для смежных юверхностей. Однако скорость образования стабильных зароды-цей в форме диска пропорциональна ехр(—АС 1кТ), где АС — (ритическая свободная энергия образования центров кристалли- ации. В случае модели разрушенной ближайшей соседней связи шеем [c.179]

С наивысшей поверхностной энергией, т. е. все соответствующие им кристаллографические положения. Ответ положителен, если поверхность представляет идеальную кристаллическую плоскость. Если плоскость не идеальна вследствие несовершенства кристалла или из-за неоднородности атомных слоев, могущих образовывать выступы и впадины, то кристаллографические положения могут отличаться по энергии. Однако можно ожидать, что максимальное отклонение не будет превышать 30% ее абсолютной величины для идеальной поверхности в зависимости от типа связи и от соотношения размеров адсорбированной молекулы и кристаллографического положения. Более серьезное значение имеет неоднородность поверхности, вызываемая загрязнениями. Посторонний атом, адсорбированный поверхностью с большой энергией связи, превращает поверхность в неоднородную и понижает также поверхностную энергию соседних положений. Но посторонний атом не обязательно должен быть адсорбирован поверхностью, он просто может занять место в слое, ближайшем к поверхности кристалла. И в этом случае энергия связи, возникающей между поверхностными атомами. металла и посторонним атомо.м, понижает поверхностную энергию соседних с посторонним атомом положений и поэтому изменяет теплоту адсорбиии атомов водорода вблизи него. Сами адсорбированные атомы водорода оказывают такое же действие они также превращают поверхность в неоднородную. Найдено [3], что теплота адсорбщи молекул водорода при неполном заполнении поверхности никеля равна 30 ООО кал моль. Из этого следует, что энергия связи атома водорода с поверхностью никеля составляет приблизительно 65 ООО кал. Для простоты можно допустить, что эта энергия связи равномерно распределена между тремя или четырьмя соседними атомами металла в зависимости от типа кристаллографического положения. Тогда становится очевидным, что если свободный участок поверхности окружен несколькими другими участками, занятыми адсорбированными атомами водорода, то энергия адсорбции атома водорода на этом свободном участке должна быть гораздо более низкой, чем энергия адсорбции атомов водорода иа участках, соседние положения с которыми также не заняты. Очевидно также, что при этих условиях понижение теплоты адсорбции с увеличивающимся заполнением поверхности сначала должно ма.,10 меняться со степенью заполнения, так как (допуская возможность перемещений адсорбированных атомов из одного положения в другое) эти атомы могут занять достаточно удаленные положения, чтобы ие препятствовать друг другу. [c.200]

Не позволяет свести взаимодействие между молекуламн воды к чистому орпегггационно.му взаимодействию диполей и следующее соображение. Связи, подобные существующим в воде, встречаются и у многих других веществ, имеющих в составе атом водорода, например НЕ, ЫНз, ряд органических кислот н т. д. Соответствие между величиной дипольных моментов этих молекул и энергией химической связи между ними наблюдается далеко не всегда. Это говорит о том, что при точном описании природы химических связей в кристаллах льда илн в подобные [c.97]

Понятие электроотрицательности было введено По лингом [128] в 1932 г. Оно является свойством атомов сгруппированных в молекулы или кристалл, но яе изо лированных. Это сила притяжения электронов ато мом . Значит, разность электроотрицательности межд двумя атомами М и X, обраэующими молекулу МХ является мерой переноса электронов с момента уста новления ионно-ковалентной связи. Полинг заметил, что энергия связи МХ, оцениваемая по теплоте образования соединения, была обычно больше средней арифметической энергии связи М —-М и X — X и что отклонение б казалось росло с разностью электроотрицательности Дж, между М и X. Полинг предложил следующую формулу [c.142]

Обсудим условия применимости классической механики для описания колебаний атомов в решетке кристалла. В квантовой механике волне с частотой tuo в соответствии с принципом корпускулярно-волнового дуализма сопоставляют частицу, называемую фононом. Частота оо и энергия е фонона связаны соотношением E=h(uo, где h — постоянная Планка. Следовательно, число фоионов, приходящееся на один атом кристалла, можно оценить как Т/ Нсио), так как Т — тепловая энергия одного атома. Если это число велико, т. е. 7 >й(оо, то дискретность фононов исчезает и справедливы законы классической механики колебаний. С учетом (4.3) можно записать условие классичности тепловых колебаний атомов в кристаллической решетке в виде [c.72]

Согласно представленному циклу процесс образования кристалли ческого хлорида натрия из твердого металлического натрия и ГН зообразного хлора возможен по двум путям. Первый путь состоит в превращении натрия и хлора в состояние ионов Na+ и С1 и образовании из них твердого хлорида натрия. В соответствии с определением понятия энергия кристаллической рещетки при образовании Na l из газообразных ионов выделяется энергия, равная по абсолютной величине Uo. Для получения ионов натрия требуется перевести металлический натрий в газообразное состояние. На это затрачивается теплота возгонки ДЯвозг. Затем нужно подвергнуть атомы ионизации, что требует энергии ионизации/ма. Для получения ионов хлора необходимо сначала разорвать связь в молекуле СЬ (на получение 1 моль С1 потребуется /г св), затем к атому хлора нужно присоединить электрон, оторванный от атома натрия при этом выделяется энергия сродства к электрону E u Все указанные здесь величины мo yт быть измерены. [c.153]

В условиях аналитического осаждения формирование осадка происходит быстро и поэтому кристаллы образуются разных размеров и несовершенные по форме. Немалый вклад в улучшение структуры кристаллических осадков вносит старение. Под старением понимают все необратимые структурные изменения, которые происходят в осадке при настаивании его под маточньпиг раствором. При атом уменьшается общая поверхность осадка за счет укрупнения кристаллов и совершенствуется форма кристаллов. Первое связано с тем, что растворимость кристаллов зависит от их размера. Мелкие кристаллы, обладая большей поверхностной активностью, имеют большую, чем крупные кристаллы, растворимость. При настаивании осадка мелкие кристаллы постепенно растворяются, раствор становится пересыщенным по отношению к крупным кристаллам и растворенное вещество осаждается на них, увеличивая их размер. Совершенствование формы кристаллов связано с непрерывным процессом обмена ионов поверхности кристалла с ионами раствора. Покинув несовершенное (с большой поверхностной энергией) место кристалла, ион переходит в раствор, а затем переходит в твердую фазу и занимает на поверхности кристалла место с меньшей энергией. Поэтому настаивание кристаллических осадков под маточным раствором широко используется в гравиметрии для получения однородных по цисперсности крупнокристаллических осадков. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология