химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

-

?Ь:

i

Q—•—о—•

i L 1 I

• — А 1 1 |

о—•—о—*

I I I I

• — о— •— о

A

о—•—О—•

II 1-1

•—о—*—о

'•III

О— •—о— •

1*1 1-1

• — о— •— о

В

О—*—О—*

к 1 1 I О— —• — О

| I I т

•— —•—о

Б

Рис. 137. Дефекты кристаллической решетки соединения АВ:

решетка с недостатком атомов В; в - решетка с избытком

идеальная решетка; б атомов А

во и может быть получено лишь в особых условиях. Такие соединения Н.С. Курнаков назвал мнимыми.

Сульфид железа (II) FeS на самом деле имеет состав Fei-^S, т.е. соединение имеет недостаток х атомов Fe и его состав близок к формуле Fe6S7.

В Представлении ионной модели избыток отрицательного заряда в кристаллах Fei-^O, Fe^jS (х — дефицит катионов) компенсируется превращением ионов Fe2* в ионы Fe3*. Чтобы сохранилась электронейтральность, на каждую вакансию иона Fe2* должно приходиться два иона Fe3* (рис. 138, а).

Na—Н

Fe7— О*—Fe* —О"

I, I I, I и

0 — — 0 — Fe

1 I, I l,

— 0 — Fe1— 0

О — Fe — 0 — Fe A

В кристаллах с дефицитом анионов анионные вакансии могут занимать электроны и тем самым компенсировать избыток положительного заряда. Обсудим следующий экспериментальный факт. При нагревании в парах натрия кристаллы NaCl становятся желтого цвета. Это можно объяснить следующим образом. При растворении в кристалле NaCl атомы натрия ионизируются

• Na* + e"

C\~-—Na*—CI"— Na

I. I I. I-Na— 0 — Na— CI

I I I I

СГ— Na*— СГ— Na* I I Na+ I I Na— CI — Na—Cl*

6

P и с 138. Катионный дефект в кристалле FeO (А\

ным z;™ttKT в кристаллв Naci-

"Стехиоыетрия

от греч. stoicheion — основание, элемент и metrea

мерю. 284

285

Ион Na* занимает катионный узел, а электрон — анионный узел (рис. 138, б). За счет возбуждения электронов эта система поглощает свет в видимой части спектра: кристалл приобретает окраску.

Составу оксида титана (II) отвечает формула Ti0|850o,85- Это означает, что из каждых семи мест одно, предназначенное для атомов обоих видов, всегда пустует. Поскольку вакансии распределены в произвольном порядке, структура остается кубической (типа NaCl) во всем интервале составов.

Составы, укладывающиеся внутри граничных значений нарушения стехиометрического состава, называются областью гомогенности. Есть соединения с широкой областью гомогенности, например, состав оксида титана (II) TiO изменяется от Ti0 70 до TiOi,3, а состав сульфида свинца (II) PbS имеет весьма узкую область гомогенности: от Pbo,999sS до PbSn 9995. Кристаллическая решетка карбида титана (типа NaCl) сохраняется, если в ней недостает даже 40% атомов углерода; состав карбида титана может изменяться от TiCn.e до TiC.

Среди неорганических веществ почти 95% не имеют молекулярного строения и, следовательно, являются нестехиометрическими соединениями. Часто отклонения от стехиометрического состава так невелики, что при химическом анализе их установить не удается. (Этим-то объясняется, что закон постоянства состава считали справедливым на протяжении столь долгого времени.) Однако исследование свойств веществ, например, электрической проводимости, окраски, магнитных и других свойств, вынуждает признать наличие переменного состава.

Наиболее отчетливо переменный состав проявляется у соединений rf-элементов — оксидов, сульфидов, нитридов, карбидов, гидридов и др.

Соединения переменного состава, как правило, обладают интенсивной окраской, проявляют металлические или полупроводниковые свойства. По сравнению с соединениями постоянного состава у них большая реакционная способность и каталитическая активность.

Процесс образования дефектов кристаллической решетки, конечно, эндотермический, и как всякое разупорядочение сопровождается возрастанием энтропии (Д5 > 0). Поэтому в согласии с ДС = ДЯ - TAS при любой температуре, отличной от абсолютного нуля (Т > 0 К), в реальном кристалле должны существовать дефектные позиции или вакансии. Полное структурное упорядочение может реализоваться лишь при абсолютном нуле (О К).

§ 2. СОЕДИНЕНИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ

Своеобразными упорядоченными твердыми растворами внедрения типа соль — лед являются некоторые кристаллогидраты с большим числом молекул воды, например Na2S04-10Н2О, Na2CO3-10H2O (тек-тогидраты). Они имеют структуру льда, которая стабилизируется за счет стягивающего действия электростатически взаимодействующих ионов противоположного' знака. Вследствие этого температура плавления тектогидратов намного превышает температуру плавления льда.

К тектогидратам приближаются так называемые соединения включения, т.е. системы, образовавшиеся в результате обратимого внедрения молекул одного вещества ("гостя") в свободные полости кристалла другого вещества ("хозяина"). В соединениях включения межмолекулярное взаимодействие молекул "гостя" с составными частями кристалла играет второстепенную роль.

Соединения включения называют также клатратными или просто

. клатратамп. К клатратам, например, относятся так называемые гидраты газов, которые образ

страница 83
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
сайдинг под дерево в москве и области
заказ шаренган
учебы массажиста
дачный душ и туалет под одной крышей

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)