Плотнейшая упаковка больших ионов в кристаллах

Если предположить, что ионы металла имеют сферическую форму, то структура таких кристаллов должна соответствовать плотной упаковке шаров одинакового размера. Возможны два способа плотной упаковки шаров кубическая (гранецентрированная) и гексагональная. Для шаров, упакованных в плотную гексагональную структуру, соотношение параметров с/а = 1,633. Все металлы с плотной гексагональной структурой имеют отношение с/а либо меньше, либо больше этой величины. Это говорит о том, что ионы металлов не имеют сферической формы, а являются либо сплюснутыми, либо вытянутыми вдоль оси с. Ближе всего к иде- [c.48]

Если рассматривать только первый слой структуры с плотнейшей упаковкой, то может оказаться, что баланс заряда не допускает плотнейшей упаковки в ионном кристалле. Так, если данный положительный ион окружен шестью отрицательными ионами, то отрицательный ион не может иметь в качестве соседей шесть больших положительных ионов. Более того, чтобы сохранить баланс зарядов, координационное число должно быть ограничено числом больших по размеру ионов, которые могут расположиться вокруг меньшего иона. За исключением RbF и sF, анион в гало-гениде щелочного металла всегда больше по размеру, чем катион, и потому число отрицательных ионов, которые могут окружать положительный ион, и определяет координационное число. Следовательно, относительные размеры ионов определяют координационное число, а потому и кристаллическую структуру. [c.269]

Величины эффективных радиусов зависят от типа связи и довольно резко меняются при его изменении. В пределах одного типа связи на величину эффективного радиуса частицы влияют координационное число, структура решетки и химическая природа частиц. Исходя из максимально плотной упаковки, отрицательные ионы, имеющие большие размеры, чем положительные, должны возможно теснее группироваться вокруг последних. Число, показывающее, сколько атомов или ионов окружают каждый данный атом или ион в кристалле, называется координационным числом. Координационные числа разных веществ могут быть равны 2, 3, 4, 5, 6, 8 и 12. Встречаются кристаллические решетки (у некоторых металлов) с координационным числом 14. [c.146]

С. И. Дракин выдвинул предположение, что аквокомплексы в кристаллогидратах имеют те же структурные группы ион—вода, что и в водных растворах. Это предположение вытекало из обобщения большого фактического материала. Так, было установлено, что окружение ионов металла молекулами воды в богатых водой кристаллогидратах определяется не столько требованиями плотнейшей упаковки частиц в кристалле, меняющимся в зависимости от размеров и конфигурации анионов, сколько особенностями взаимодействия ион— вода. На основе систематизации данных о структуре кристаллогидратов, полученных в результате рентгенографического и нейтронографического исследований, С. И. Дракин предложил координационные числа для аквокомплексов ионов различных металлов в водном растворе (табл. 7.1). [c.136]

Следовательно, жидкие цинк, кадмий и ртуть представляют металлы, ионизированные до двухвалентного состояния, с ионами, имеющими внешние "-оболочки и с концентрацией электронного газа 2 эл/атом. По-видимому, такая электронная концентрация является граничной — она не обеспечивает перекрытия -оболочек ионов цинка и ртути, но достаточна для перекрывания несколько больших, судя по атомным радиусам, ионов кадмия. Вследствие этого ближний порядок жидкого цинка (ЛГ=10,8) и ртути К=И—12) соответствует плотнейшей упаковке сферических ионов межатомные расстояния в расплавах близки к соответствующим расстояниям в кристаллах. [c.252]

Кристаллы комплексных соединений занимают промежуточное положение между ионными и молекулярными, поскольку здесь связи имеют частично ковалентный, частично ионный характер, а иногда наряду с этими двумя типами связи встречаются и связи ван-дер-ваальсовского типа. Поэтому ни принцип плотнейшей упаковки шаровых ионов, ни концепция плотнейшей упаковки жестких группировок атомов не осуществляется в комплексных кристаллах в полной мере. Пользоваться этими представлениями приходится с большой осторожностью. [c.213]

Несмотря на явную сомнительность пренебрежения электронно-ионным взаимодействием, теория свободного электрона в состоянии объяснить многие свойства металлов. Так, ненаправленный характер связей ионов с электронным газом в металлических кристаллах объясняет их высокую ковкость и тягучесть. По этой же причине чистые металлы должны кристаллизоваться преимущественно в структурах плотнейших упаковок. И действительно, большая часть металлов имеет или гексагональную, или гранецентрированную кубическую плотнейшую упаковку, аналогичную приведенным на рис. III.1. [c.71]

В кристаллах с ковалентной связью между атомами наиболее устойчивы структуры, в которых атомы располагаются в соответствии с направлением валентных связей или незначительно отклоняясь от этого направления, хотя такие структуры и не отвечают плотным упаковкам. Если бы в них нарушились валентные связи при переходе к плотной упаковке, то потребовалась- бы значительная затрата энергии, не компенсируемая за счет образования плотной упаковки с большим координационным числом. Таким образом, наиболее плотная упаковка последовательнее всего осуществляется в кристаллах с металлическими и ионными связями, где действуют ненаправленные силы. Если между частицами действуют направленные силы ковалентной, водородной или междипольной связей, то возрастание плотности упаковки повышает устойчивость кристалла только до тех пор, пока не начнут заметно изменяться направления валентных связей, для чего требуется большая затрата энергии. [c.132]

Кристаллическая решетка каждого металла состоит из положительных нонов одинакового размера, расположенных в кристалле очень компактно. Установлено, что они располагаются в кристаллах по способам наиболее плотной упаковки шаров одинакового диаметра (см. рис. 39). Для металлов характерны кристаллические решетки, в которых каждый ион окружен 8—12 другими ионами, т. е. с большими координационными числами. Если в кристалле одного металла ион имеет координационное число 12, а в кристалле другого — только 10, то структура первого кристалла более компактна, чем второго. [c.258]

Катион и анион можно рассматривать как правильные сферы разных размеров. Сферическая симметрия электростатического поля обусловливает отсутствие направленности связей и потому при образовании кристалла из отдельных атомов каждый ион стремится окружить себя возможно большим числом противоположно заряженных ионов. Именно поэтому ионная связь имеет только пространственную насыщенность. Ионы упаковываются по принципу наиболее плотной упаковки и образуют правильные кристаллы солей. Число, ближайших соседей Z , а следовательно, и тип структуры зависят от размеров ионов. Так, в кристалле хлористого натрия (рис. 18, а) радиус иона натрия настолько меньше радиуса иона хлора, что в структуре вокруг иона хлора имеется пространство, могущее разместить двенадцать и даже более ионов натрия. Однако электрическая нейтральность требует, чтобы число ионов натрия и хлора было в структуре одинаковым и, следовательно, чтобы координация и размещение ионов относительно друг друга были тоже одинаковыми. Вокруг иона натрия могут разместиться только шесть (2 = 6) соседних ионов хлора в углах правильного октаэдра, и это будет, следовательно, типом координации не только для иора натрия, но и для иона хлора. В кристалле же хлористого цезия оба иона сравнимы по величине и потому вокруг иона цезия могут разместиться восемь (2 == 8) соседних ионов хлора (рис. 18, б). [c.47]

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]

Роль пустот становится чрезвычайно важной в том случае, если частицы, образующие кристалл, не одинаковы по размерам (например, разноименные ионы). Тогда частицы с большим радиусом располагаются так, чтобы получилась плотная упаковка, а меньшие частицы располагаются в пустотах этой упаковки. [c.83]

Более того, в ионных кристаллах, где положительно и отрицательно заряженные ионы также можно уподобить шарам, ионы большого размера (главным образом анионы) образуют остов структурного типа А1 и АЗ, а в пустотах размещаются соответствующие противоионы. Примеры такого рода весьма многочисленны (табл. 4.15). В соответствии с валентностью положительно и отрицательно заряженных ионов тетраэдрические и октаэдрические пустоты полностью или частично оказываются занятыми ионами противоположного знака. В зависимости от относительных размеров ионов реальные решетки отличаются от идеальных структур А1 и АЗ тем, что они в большей или меньшей степени не такие плотные, однако в целом сохраняют их основные черты. Таким образом, основой для понимания структуры твердого тела являются плотнейшие упаковки и взаимное расположение пустот. [c.117]

Решетки большинства металлов построены из плотнейшим образом упакованных атомов. Ионным решеткам в большинстве случаев свойственна плотная упаковка анионов, которые обычно имеют значительно большие размеры, чем-катионы. Последние располагаются в пустотах между анионами и оказывают поэтому меньшее влияние на размеры решетки. Закону плотнейших упаковок подчиняются и кристаллы органических соединений,, несмотря на разнообразие форм молекул. [c.25]

Если исходить из модели плотной упаковки шаров, то можно определить атомный радиус элемента (как половину расстояния между соседними атомами). Атомный радиус металла оказывается значительно больше его ионного радиуса в каком-либо соединении. Например, радиус иона натрия в кристаллах поваренной соли равен 0,9 A, а его атомный радиус в кристалле металлического натрия равен 1,89 А. Это говорит о том, что одноименные заряженные ионы металла в металлическом кристалле не могут сближ 1ться так же тесно, как разноименные ионы в ионных соединениях. [c.48]

Шоттки полагает, что в щелочно-галоидных кристаллах, для которых характерна весьма плотная упаковка ионов, междоузлия кристаллов слишком малы, чтобы допустить возможность внедрения положительных или отрицательных ионов. Было показано [94], что энергия, необходимая для подобного смещения иона галоида или щелочного металла в междоузлие настолько большая, что вероятность такого процесса практически равна нулю. [c.101]

Ионные кристаллы благодаря большой энергии ионных связей отличаются плотной упаковкой молекул и представляют собой при нормальных температурах д и-электрики с малой электропроводностью. Но при повышении температуры и расплавлении кристаллов резко возрастает их электропроводность из-за отщепления- ионов нарушенной кристаллической решетки. [c.38]

Строение решетки и размеры ионов 1. Сопоставляя типы решеток с химической природой кристаллов, нельзя установить между ними связи. Это ясно уже из примеров, упомянутых в 136. Как показал Гольдшмидт (1926), взгляды которого мы кратко рассмотрим, основным фактором, определяющим строение решетки, является отношение радиусов ионов. Для того чтобы пояснить эту связь, рассмотрим плоскую модель некоторого иона А, окруженного ионами В, причем будем считать, что образуется та решетка, которая отвечает наиболее плотной упаковке ионов (в согласии с тем, что наиболее устойчива система с минимумом потенциальной энергии). Если ион А имеет очень малый радиус, а ионы В велики, то образуется примерно такая конфигурация, как на рис. 71. При больших радиусах А образуется конфигурация рис. 72. [c.213]

Катион и анион можно рассматривать как правильные сферы разных размеров. Эти противоположно заряженные шарики притягиваются друг к другу, но на определенном расстоянии их притяжение уравновешивается отталкиванием одинаково заряженных ядер атомов и электронных оболочек (см. рис. 6). Важное отличие ионной связи — отсутствие направленности. Действительно, с какой бы стороны мы ни приближали к заряженной сфере пробный заряд, величина электростатического поля не будет зависеть от направления приближения. Чтобы компенсировать свой заряд, каждый ион стремится окружить себя возможно большим числом противоположно заряженных ионов. Именно поэтому ионная связь имеет только пространственную насыщаемость. Ионы упаковываются по принципу наиболее плотной упаковки и образуют правильные кристаллы солей. Все электроны в таком кристалле прочно удерживаются в поле ядер. Из-за этого чистые соли проводят электрический ток только в расплавленном состоянии, когда кристалл разрушен и ионы стали подвижными, т. е. благодаря тепловому движению они выкатились из потенциальной ямы. [c.31]

Так, кристаллическое строение металлов больших периодов может быть связано со строением внешних электронных оболочек. Число электронов, переходящих в электронный газ, определяет электронную концентрацию данной металлической структуры и строение внешней оболочки иона. Ненаправленное взаимодействие образовавшихся ионов с коллективизированными электронами обусловливает главную металлическую компоненту межатомной связи в металлах. Чем выше концентрация электронного газа и чем меньше размеры ионов, тем выше энергия металлической связи. Внешние валентные электроны в металлах коллективизированы и не образуют гибридных пар. В металлах с кубическими плотными упаковками направленных связей вообще не существует. Такие связи появляются только в результате обменного взаимодействия внешних оболочек ионов, когда они сближаются вследствие взаимодействия ионов с электронным газом и перекрываются. Обменная компонента связи ионов с внешними р - или ( -оболочками обусловливает существование объемноцентрированной кубической структуры. Такая концепция заключает в себе достоинства модели свободных электронов и зонной модели, а вместе с тем представляет распространение квантовой теории валентности на область металлического состояния, позволяя из электронного строения оболочек ионов полз ить определенные данные о кристаллической структуре металлов. Зонная теория металлов, в которой при построении зон Бриллюэна исходят из заранее заданного типа решетки кристалла, позволяет успешно вычислять целый ряд электронных, магнитных и других свойств металлов и сплавов эта теория остается справедливой. [c.229]

Когда размеры ионов различаются сильнее, более выгодными становятся уже другие структуры например хлористому натрию свойственна структура гранецентрированной кубической решетки, показанная на рис. 63. Если же отношение числа ионов (или атомов) элементов, составляющих данное соединение, равно не 1 1, а более сложно или если в состав соединения входят не два, а большее число ионов различных видов, то очевидно, что структуры, отвечающие наиболее плотной упаковке, становятся более сложными и более разнообразными. К тому же объемы ионов не являются строго постоянными, так как поляризующее и деформирующее действие соседних ионов может несколько влиять и на размер ионов. Все это и приводит к многообразию кристаллических структур, наблюдаемому в кристаллах различных веществ. [c.179]

Плотнейшая упаковка больших ионов в ионных кристаллах. Можно считать, что в некоторых простых структурах, которые осуществляются в кристаллах простых ионных соединений, большие ионы (обычно анионы) образуют плотнейшую упаковку. Лавде указал в 1920 г., что это справедливо для структуры хлористого натрия. В галогенидах лития имеются плотно упакованные решетки анионов, которые в основном определяют значения констант решеток. Это заключение относительно структуры хлористого натрия должно быть приписано Барлоу. В 1898 г. он указал, что в этой структуре, состоящей из шаров с отношением радиусов 0,414 (изображенной на рис. 1, взятым из работы Барлоу), большие шары образуют кубическую плотнейшую упаковку. [c.365]

Ионные кристаллы состоят из положительных и отрицательных ионов, которые регулярно чередуются в узлах решетки и связаны между собой силами электростатического (кулоновского) взаимодействия. Валентные электроны металла в этом случае полностью передаются более электроотрицательному атому. Ионные кристаллы, как и кристаллы металлов, имеют плотную упаковку. Если такой кристалл построен из ионов разной величины, то ионы с меньшим радиусом располагаются в промежутках между плотно упакованными ионами с большим радиусом. Такую решетку имеют, например, кристаллы Na l, K l, КВг. Силы связи в ионных кристаллах достаточно велики и имеют вполне определенную пространственную ориентацию. Поэтому такие кристаллы характеризуются высокой прочностью, хрупкостью и низкой электропроводностью. Ионные кристаллы галогенидов, сульфидов, сульфатов, фосфатов металлов в ряде случаев образуются на поверхностях трения при использовании смазочных сред, содержащих элементы с высокой степенью электроотрицательности, например, хлор, серу, фосфор и др. В частности, такую структуру имеют PbS, AgF, Agi, HgBr2, нашедшие применение в качестве твердых смазок [75, 83]. [c.57]

Определенный тип полиморфного превращения заслужпвает особого внимания. Во многих кристаллах молекулы обладают не только колебательными движениями, но и вращательными в пределах, которыми они располагают в данной кристаллической решетке. В качестве примеров кристаллов, содержащих молекулы или ионы с вращательными движениями, можно привести кристалли Hj, СН,, HjS, H l, затем соли, содержащие ионы NH , lO ", BF , N0 , O3 , н кристаллы многих углеводородов. Молекулы водорода вращаются, по всей вероятности, даже при абсолютном ауле молекулы других веществ начинают вращаться при строго определенной температуре, соответствующей температуре полиморфного превращения. Переход от кристаллической формы с певращающимися молекулами к форме с вращающимися молекулами проявляет себя выраженным пиком кривой удельной теплоемкости (например, у СН,). В этом случае теплота полиморфного превращения расходуется в большой степени на вращение молекул. Как указывает исследование нормальных алканов рентгеновскими лучами, вращение может быть свободным вокруг центра молекулы (например, в H ) или только вокруг некоторой привилегированной оси молекулы. Полиморфные формы с полным или частичным вращением молекул образуют кристаллы с более высокой симметрией, чем формы с плотной упаковкой молекул в кристалле. [c.151]

В кристаллах металлов в узлах находятся положительные ионы металлов, а в междоузлиях — электронный газ, способный к передвижению по решетке под действием разности потенциалов или разности температур. Это обусловливает большую электропроводность и теплопроводность металлов. Большинство чистых металлов обладает высокой пластичностью. Это объясняется отсутствием направленности металлической связи, поскольку в узлах решетки находятся ионы одного знака. Как уже говорилось, чистые металлы-элементы кристаллизуются лишь в трех структурах с плотнейшей упаковкой частиц гексагональной (КЧ = 12), гранецентрированной кубической (КЧ = 12), объемноцентрирован-ной кубической (8 ближайших соседей на расстоянии и 6 — на расстоянии 1,15го). [c.293]

Из-за сферической формы атомов инертных газов можно ожидать, что в твердом состоянии последние будут иметь структуру плотнейшей упаковки это действительно было обнаружено. Гелий образует плотнейшую гексагональную упаковку, а остальные инертные газы — плотнейшую кубическую упаковку. Чтобы объяснить этот факт, было выполнено большое число теоретических расчетов относительной устойчивости ПКУ и ПГУ. Один из методов расчета предполагает суммирование парных взаимодействий ближайших соседей. Это приближение аналогично тому, которое делают при расчете энергии решетки для ионных кристаллов. В последнем случае определяют взаимодействие одного катиона с одним анионом и затем умножают на геометрический множитель, называемый константой Маделунга. Применив этот метод для кристаллов инертных газов, получили, что ПГУ значительно более стабильна. Однако это находится в противоречии с экспериментальными данными. Более того, нельзя объяснить, исходя из парного взаимодействия сферически симметричных частиц, преобладание ПКУ у инертных газов. Поэтому были предложены два других метода расчета. В первом из них, предложенном Катбертом и Линпетом [2], допускают, что распределение заряда не является сферически симметричным. Эти авторы предположили, что восемь внешних электронов распределены попарно на гибридных 8/7 -орбиталях, что приводит к тетраэдрическому распределению заряда. [c.263]

Поскольку вокруг каждого атома имеется 8 тетраэдрических дырок и в свою очередь каждая дырка приходится на 4 атома, число тетраэдрических дырок вдвое больше числа атомов. Если построить плотнейшую упаковку из положительных ионов с зарядом -f-2 в виде гранецентрированной кубической структуры, то отрицательные ионы могут разместиться в тетраэдрических дырках с образованием электронейтрального кристалла. Предположим, например, что в гранецентрированной решетке положительными являются ионы Са , а отрицательными — ионы F". Тогда, чтобы получить электро-нейтральный кристалл, необходимо заполнить все тетраэдрические дырки. Оказывается, что именно так построена решетка флюорита Сар2 (рис. 8.42, а). С другой стороны, предположим, что положительными являются ионы Zn " , а отрицательными — ионы Тогда, для того чтобы получить нейтральный кристалл, нужно заполнить только половину имеющихся тетраэдрических дырок. Если ионы Zn " располагаются по типу гранецентрированной плотнейшей упаковки, а половину тетраэдрических дырок (через одну) заполняют ионы возникает одна из форм сульфида цинка (рис. 8.41, б) — решетка цинковой обманки. Подобным же образом, если ионы расположены по типу гексагональной плотнейшей упаковки и каждая вторая тетраэдрическая дырка заполнена ионами возникает вторая форма. сульфида цинка, структура вюртцита (рис. 8.41, в). [c.296]

На твердость кристалла влияет также координационное число. Если два вещества имеют приблизительно равные размеры ионов и одинаковую валентность, но одно из них кристаллизуется по, типу Na l, а другое — по типу ZnS (сфалерит или вюртцит), то большую твердость будет иметь соединение с более высоким координационным числом (плотнейшая упаковка ионов), в данном случае кристаллизующееся по типу Na l (табл. 5.24). [c.165]

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]

Если упакованные в решетке частицы являются заряженными атомами (катионами и анионами), а не нейтральными, плотнейшая упаковка перестает быть самой устойчивой. Рассмотрим кристалл Lil, в котором иодид-ионы намного больше по размерам катионов лития, и можно считать, что анионы касаются или почти касаются друг друга. Таким образом, ионы 1 создают основу решетки — кубическую плотнейшую упаковку, а малые по размерам ионы LI+ занимают пустоты этой решетки, возможно, слегка раздвигая ионы 1 и уменьшая тем самым отталкивание между ними. Поскольку в решетке существует два геометрических вида пустот (см. рис. 3.11, а, светлые кружки — тетраэдрические пустоты, темные кружки — октаэдрические, потому что именно таким будет окружение атома, помещенного в данную позицию), в принципе катион может занять пустоты либо одного вида, либо другого. В кристалле иодида лития ионы Li+ располагаются в октаэдрических пустотах, что приводит к структурному типу Na l. [c.75]

В органич. кристаллах кирпичами , элементами кристаллич. структуры являются группы из большого числа атомов — молекулы, стремящиеся образовать плотнейшую упаковку с одновременным сохранением в кристалле возможно более высокой симметрии. Если в неорганич. соединениях ато.мы и ионы можно рассматривать как сферы и они отличаются друг от друга в подавляющем большинстве случаев только объемом, то в органич. соединениях молекулы, как правило, отличаются и формой. При образовании твердых р-ров органич. веществ идет замена молекулы на молекулу, при этом химич. природа атомов мало сказывается на межмолекулярном взаимодействии, а основную роль играют объе.мные и геометрич. соотношения (форма молекул). [c.81]

В металлоподобных веществах и в ионных кристаллах между соседними частицами устанавливак -ся расстояния, которые в первом приближении зав -сят только от вида участвующих частиц и от типа связи (металлическая, ионная), а не от структурного типа. Это относится и к кристаллам, построенным из атомов инертных элементов или из химически насыщенных молекул. Частицы в таких кристаллах удерживаются лишь слабыми вандерваальсовыми силами. В соответствии со слабостью этих сил такие кристаллы характеризуются низкими температурами плавления и большими эффективными радиусами. Так, например, для твердого криптона, который кристаллизуется в плотнейшей кубической упаковке, межатомное расстояние Кг — Кг равно 4,02 А. В то же время для изоэлектронных криптону ионов и Вг в НЬВг соответствующее расстояние равно 3,43 А. [c.64]

Интересный эффект травления в результате ионного облучения поли-кристаллической мишени обнаружен еще в 1912 г. Штарком и Вендтом [17]. Результаты их работы убедительно свидетельствуют о том, что коэффициент распыления должен зависеть от ориентации кристалла. Первые исследования распыления монокристаллов были проведены лишь 30 лет спустя. В 1955 г. Венер [18] обнаружил довольно неожиданное явление, связанное с ионным распылением монокристаллов. Он установил, что при ион -ном распылении атомы испускаются преимущественно вдоль направлений плотной упаковки кристаллической решетки. При вакуумной сублимации монокристаллов ничего подобного не наблюдалось. С этого времени изучение закономерностей преимущественной эмиссии атомов при ионном распылении монокристаллов стало предметом многих экспериментальных и теоретических исследований. Флуит [19], облучая монокристаллы пучком ионов под различными углами падения, обнаружил, что кривая зависимости коэффициента распыления монокристалла от угла падения ионов имеет максимумы и. минимумы, причем минимумам коэффициента распыления соответствуют такие направления пучка относительно кристалла, вдоль которых модель кристаллической решетки имеет наибольшую прозрачность и по которым ионы могут наиболее глубоко проникать в глубь кристалла. Ал.мен и Брюс [20, 21], исследуя различные комбинации бомбардирующий ион—металл мишени, обнаружили прямую связь между коэффициентом распыления и количеством ионов, накопившихся в мишени. Большим коэффициентам распыления всегда соответствовала низкая эффективность внедрения и наоборот. [c.358]

В кристаллах галогенидов ионы галоида значительно больше, чем ионы металла. Эти большие ионы галоида образуют плотную упаковку. В плотной упаковке ионов число октаэдрических пустот равно числу плотно упакованных ионов следовательно, если все пустоты заняты, то соединение имеет формулу МеХ. В структуре Na l ионы хлора находятся в плотной кубической упаковке, а ионы натрия в октаэдрических пустотах между шестью ионами хлора. Однако в большинстве галоидных солей щелочных металлов катионы слишком велики для октаэдрических пустот между плотно упакованными ионами галоида, которые поэтому уже не соприкасаются между собой, а только с окружающими их шестью ионами щелочного металла. Плотная упаковка галоидов имеется только в структурах L1 I, LiBr и LiJ. [c.263]

В кристаллической решетке атомы располагаются так, что расстояние между катионами и анионами почти точно равно сумме ионных радиусов. Наиболее плотная упаковка ионов такая, когда объем свободного пространства между частицами наименьший. Прочность связи между частицами кристалла характеризуется величиной работы, которую нужно затратить для разрушения решетки до состояния идеального газа. Эта работа называется энергией кристаллической решетки. Ее относят к 1 моль вещества и выражают в больших калориях. Так, для разложения 1 моль Na l на свободные газообразные ионы необходимо затратить 185 ккал тепла. [c.72]

Механизм радиационного образования ионных дефектов в кристаллической решетке щелочно-галоидных кристаллов заведомо сложен. Не будем останавливаться на изложении существующих теорий, ограничась указанием на то, что механизмы, предложенные для объяснения процессов возникновения структурных дефектов под действием радиации, можно разделить на электронные (примером может служить многократная ионизация аниона с последующим электростатическим выталкиванием многократно заряженного иона в междоузлие) и происходящие под действием упругих соударений, в частности, сфокусированных самой кристаллической решеткой. Естественно, что передача кинетической энергии и импульса от налетевшей частицы происходит предпочтительно вдоль направлений плотной упаковки атомов в решетке. Подробное, хотя и вполне элементарное рассмотрение, показывает, что если угол между направлением скорости налетающей частицы и кристаллографическим направлением с плотной упаковкой ионов достаточно мал, скажем, лежит в пределах О—30°, то процесс распространения импульса вдоль цепочки ионов приобретает линейный характер происходит фокулировка импульса вдоль определенной прямой. По аналогии с фононами говорят о формировании и распространении фокусона — квазичастиц с весьма малым временем жизни порядка 10 —10 ° с. Фокусоны могут проявляться в кинетических явлениях — диффузии и пластической деформации под действием облучения, при распылении и растворении твердых тел, при внутреннем трении и т. д. Фокусировка столкновений эффективна только при относительно небольших энергиях смещенных атомов порядка 200 эВ, при больших же энергиях удары мгновенно расфокусируются. [c.164]