химический каталог




Структурная неорганическая химия. Том 1

Автор А.Уэллс

ы подчеркнули важность твердого состояния в неорганической химии, рассмотрим, какое место оно занимает в полной структурной химии вещества — элемента или соединения.

г низкотемпературная форма

Схема 1.1 Полная структурная химия вещества

Пар

О К

высокотемпера-\турная (рорма

Структуры полиморфны* модификации, устойчивые при разных температурах и давлении

Структурные

изменения в

жидкости

Структурные

изменения В

т. пл. и т. кип.

Структура В растдоритепях (структуры

сольВатоб )

Сублимация

Жидкость

36 1. Введение

1.4. Полная структурная химия элемента или соединения

37

просто потому, что соответствующие структурные данные отсутствуют. Большинство исследователей обычно ограничиваются структурным изучением твердых тел или газов (реже жидкостей и еще реже твердых тел и газов); структурные исследования вещества более чем в одном агрегатном состоянии необычны. (Позднее на примере FeCl3 проиллюстрируем структурную химию относительно простого соединения.) Здесь мы лишь кратко рассмотрим различные позиции схемы 1.1 и приведем ряд примеров.

1.4.1. Структура в твердом состоянии. Структурная химия твердого тела включает структуры его разных кристаллических форм (если имеются полиморфные модификации) в температурном диапазоне от О К до точки плавления, а также и под давлением. В последние годы изучение веществ, подвергнутых высокому давлению, расширило сферу структурной химии в двух направлениях. Во-первых, для многих элементов и хорошо известных соединений получены новые полиморфные модификации, в которых атомы упакованы более плотно, причем наиболее высокая плотность часто (хотя и не всегда) достигается благодаря увеличению координационных чисел (КЧ) атомов. Например, структура ZnO с координационными числами обоих атомов 4 при давлении 100 кбар переходит в структуру NaCl с КЧ 6, однако в структуре коэзита (форме Si02 при высоком давлении) более высокая плотность достигается без увеличения координационных чисел. Во-вторых, получены новые соединения, которые невозможно синтезировать при атмосферном давлении, но однажды полученные, они могут сохраняться при обычных условиях; это PbS2, CuS2, ZnS2 и CdS2. Стехиометри-ческий FeO (соединение, обычно дефицитное по Fe) получен нагреванием Fe0,95O с металлическим железом при 770 °С при давлении 36 кбар. Не всегда принимается во внимание, что наша «нормальная» химия (т. е. представления о связях между атомами и структуре молекул и кристаллов) строго говоря, относится только к «химии атмосферного давления». Уже в течение длительного времени мы имели возможность варьировать температуру в значительном диапазоне, и различные случаи полиморфизма были главным образом ограничены примерами, проистекающими в результате изменения температуры. Широкий диапазон давлений (неизбежно сопровождаемый изменением температуры), который теперь достижим, вполне может оказаться более продуктивным для структурных изменений, чем вариация только температуры. Фазовая диаграмма воды (гл. 15) хорошо иллюстрирует расширение структурной химии простого соединения за пределы двух форм (гексагональный и кубический лед), устойчивых при атмосферном давлении.

1.4.2. Структурные изменения при плавлении. Структурные изменения, происходящие при плавлении, простираются от простого преодоления вандерваальсовых сил, связывающих атомы (благородные газы) и молекулы (молекулярные кристаллы, построенные из неполярных молекул), до полного распада бесконечных группировок атомов в случае кристаллов, содержащих цепи, слои и трехмерные каркасы. При температурах слегка ниже и выше точки плавления плотно упакованного металла в непосредственном окружении атома металла, как правило, существует лишь небольшое различие, хотя дальний порядок сразу исчезает. С другой стороны, при плавлении металлического висмута происходит более значительная перестройка структуры. Вместо обычного уменьшения плотности при плавлении, которое может быть проиллюстрировано поведением такого металла, как свинец, имеет место увеличение ее на 2,5% из-за перехода весьма «открытой» структуры твердого тела в более плотно упакованную жидкость:

Bi (271 X) РЬ (328 °С)

Плотность твердого тела, г/см3 9,75 11,35

Плотность жидкости, г/см3 10,00 10,68

* О понятии «трехмерный комплекс» см. выше, в разд. 1.3. —Прим. ред.

Работы по исследованию структуры жидкостей столь немногочисленны, что невозможно привести достаточное число примеров структурных изменений, связанных с плавлением. Кристаллы, состоящие из трехмерных комплексов*, должны распадаться на более простые единицы, в то время как кристаллы, построенные из молекул, образуют молекулярный расплав. Простые ионные кристаллы, например NaCl, плавятся с образованием смеси ионов, а кристаллы типа Si02, которые построены из групп Si04 с общими атомами О, полностью не распадаются. Тетраэдрические группы остаются связанными друг с другом через общие атомы О; соответственно расплав является весьма вязким и легко образует стекло, т. е. переохлажденную жидкость. Пе

страница 13
< 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

Скачать книгу "Структурная неорганическая химия. Том 1" (5.13Mb)


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

 

 

Реклама
цветочные коробочки с макаруни москва
медсправка для водительских прав в зао
курсы парикмахеров в москве эстель
Точило настольное красное прозрачное

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
(03.12.2016)