химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

>ческого типа. вида остаются строго неизменными и характерными

для того или иного кристаллического типа.

12) Даже при неискаженной внешней форме кристалла идеальная упаковка его

структурных единиц всегда бывает в большей или меньшей степени нарушена разнообразными внутренними дефектами. Одним из них является т. и. мозаичная

структура. Уже давно предполагалось, а затем было и экспериментально подтверждено, что крупные кристаллы ие являются идеально однородными, а состоят из

множества сросшихся друг с другом мельчайших кристалликов («блоков»), взаимное расположение которых ие вполне соответствует строго правильному. В зависимости от природы вещества и условий роста кристалла блоки могут иметь различные

размеры (большей частью порядка 1С"4 см). По мере их уменьшения прочность материалов возрастает. Наблюдать мозаичную

структуру (под микроскопом) удобно иа ме- + — +""+ + — + — +

таллическом висмуте. — Г~1 — + — — Q — + —

13) Возникновение мозаичной структуры + _ + q + + _ ++_ +

кристаллов связано с дислокациями, т. е.

нарушениями правильного чередования от- "••**- + "" — + — + •»

дельных атомных плоскостей. Весьма обычны Д ^

структурные нарушения точечного типа— Рис. XI1-23. Схемы дефектов вычитания (А)

V /ит 4 ? в смещения (Б).

* Бокнй Г. Б. Кристаллохимия, М,. «Наука», 1971. 400 с.

*• X е и и е й Н. Химия твердого тела. Пер. с англ., под ред. В. В. Болдырева. М., «Мир», 1971. 223 >

дефекты вычитания («по Шоттки») и дефекты смещения («по Френкелю»). Первые определяются наличием в решетке отдельных пустот (вакансий), ие заполненных соответствующими частицами (А, рис. XII-23), вторые — смещением отдельных частиц (в ионных кристаллах обычно катионов, как меньших по размерам) из своего нормального положения в междоузлие решетки (Б, рис. XI1-23). Обычно кристаллы содержат вакансии обоих типов, но преобладает одни из иих (например, в галидах натрия — вычитании, а в галидах серебра— смещения). Расчетным путем было показано, что даже в идеальном кристалле NaCI из-за теплового движения иоиов (вследствие их частичной диффузии к поверхности) относительное число вакансий должно быть около I : 1015 при обычной температуре, 1 : 10е при 500°С и 1 : 10* при 800 °С (температуре плавления). Для реальных микрокристаллов NaCI на основе сопоставления идеальной реитгеиострук-туриой и действительной плотностей общее (суммирующее все возможные дефекты) число вакансий было оценено в 3-Ю18 см~3. С микродефектами кристаллической решетки связаны ие только процессы диффузии в твердых телах, но и многие другие их физико-химические свойства. По данному вопросу имеется монография **.

Так как абсолютно чистых веществ не существует (II § 6), кристаллы неизбежно содержат примесные частицы, а иногда также К более значительные включения инородных веществ нли пустот. В общем, реальные кристаллы примерно так же относятся к теоретически рассматриваемым идеальным, как реальные газы к газу идеальному.

14) Наиболее чистыми и однородными кристаллическими образованиями являются монокристаллы. Свойства их иногда резко отличаются от обычных для

данного вещества. Например, удельная прочность иа разрыв монокристаллов железа

оказалась примерно в 35 раз большей, чем обычных его образцов. Монокристаллы

с каждым годом приобретают все большее значение для техники. Помимо показанного на рнс. Х-78, имеется ряд других методов их получения.

„ г • -о- ^ »? •

Время выращивания большинства монокристаллов исчисляется / /

сутками, но некоторых из них — месяцами. ф # /"'•/•

15) Необходимым условием для образования определенных /' ?'

кристаллических форм является закономерное расположе- • * • Ф

ние входящих в состав кристалла частиц (причем всего может / /

быть 230 пространственных групп, т. е. вариантов такого распо- * * * / * *

ложения). Поэтому в каждом кристалле должны иметься равно- # # ё' # #

отстоящие друг от друга и одинаково заполненные частицами

параллельные плоскости (рис. XI1-24). Изучение внутренней Рнс. xil-24. Типы пло^ уг скостей отражения в

структуры кристаллов основано на интерференции реитге- кристалле NaCl. новскнх лучей при отражениях от ряда таких параллельных

плоскостей. Теория этого явления подробно рассматривается в оптике, здесь же оиа будет затронута лишь в объеме, необходимом для понимания основных принципов методики рентгеновского анализа кристаллов.

Для того чтобы интерференция вообще могла иметь место, необходимо, чтобы расстояние между соседними плоскостями отражения было не меньше половины длниы волны падающего луча. По отношению к видимому свету (длины волн 4000—7000 А) это соблюдается в таких системах, как, например, пленка нефти на воде

(следствием интерференции солнечных лучей является возникновение характерных радужных красок того или иного оттенка).

Для некоторых простейших кристаллов легко рассчитать, что расстояние между их плоскостями отражения много меньше того, при котором могла бы возникнуть интерференция лучей

^ видимого света. Например, моль NaCl весит

Рис. XI1-25. Схема интерференции лучей. 58,455 г и содержит 6,02- 10й отдельных молекул. Масса каждой составляет, следовательно, 58,455 г/6,02'10" = 9,710-Ю-23 г. Но поваренная соль кристаллизуется в виде кубов, причем плотность ее равна 2,173 г/см3. Отсюда находим, что 1 см3 кристалла NaCl содержит 2,173 г/9,710- НУ33 г = 2,239-10" молекул нли вдвое больше, т. е. 4,478- 10» отдельных ионов. На долю каждого из них приходится, следовательно, объем кубика,

равный 1 сл*/4,478-1022=2,23-Ю-» смг% ребр0 такоГо кубнка d = 1^2,23 • 10~2S см3 =

= 2,814- 10~8ся=2,814 А. Нетрудно видеть, что эта длина, отвечающая расстоянию между двумя соседними плоскостями отражении кристалла NaCl, в тысячи раз меньше длин волн лучей видимого света. В ином положении находятся рентгеновские лучи, так как для них могут быть получены волны длниой порядка десятых долей ангстрема, т. е. вполне обеспечивающие возможность интерференции.

16) Для рассмотрения характера самого явления воспользуемся чертежом

рис. XII-25. Пусть иа параллельные плоскости кристалла, отстоящие друг от друга на

расстоянии d, падают под углом а два параллельных луча (Л, и Л2) одинаковой

длины волиы (X). Каждый из них при этом частично отражается от каждой из плоскостей, частично проходит дальше. При расположение, показанном иа рнс. XII-25.

отраженные соответственно от / и 2 плоскостей части падающих лучей Л\ и Л2

(которые в данном случае нас только и интересуют) сливаются в один общий отраженный луч Л. Так как второй луч (Л») должен пройти (до точки В) более длинный путь, он при этом отстает от первого на расстояние АВ — БВ. Если иа последнем укладывается целое число воли, т. е. оно может быть выражено в виде АВ — БВ = пК (где п — целое число), то при встрече обоих отраженных лучей (в точке В) они в результате интерференции у с и л и в а ю т друг друга и общий отраженный луч становится более «ярким»! В противном, случае, т. е. когда при данных К, d и а отставание хода отражаемых последовательными плоскостями лучей не отвечает целому числу волн, в результате их интерференции происходит полное затухание и, следовательно, общий отраженный луч отсутствует.

Из чертежа рис. XII-25 может быть выведено то соотношение между К d и а, пря котором только и возможно существование "общего отраженного луча:

яА, — АВ — БВ = АВ — АГ = АЕ — АГ =» ГЕ = BE sin о = 2d sin а

Это основное для рентгеноскопии уравнение — n\ = 2d»\na — было выведено в 1912— 1913 гг. независимо друг от друга Брэггом и Г. В. Вульфом. Его часто называют условием Брэгга — Вульфа.

Удовлетворяющие этому условию углы падения определяются соотношением sin а = n\!2d. Поэтому, например, от плоскостей куба поваренной соли излучение с длиной волны 0.440А будет заметно отражаться только при углах, для которых sin а = п • 0,440/2 • 2,814 = «• 0,0782, откуда имеем:

п I 2 3 4 и т. д.

а 4е 29' 8е 58' 13е 34' !8» 14' it. 4.

страница 58
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


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

 

 

Реклама
купить кровлю в овощном
магниты для такси
сравнить моноколеса
сколько стоит флористические курсы

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
(07.12.2016)