химический каталог




Структурная неорганическая химия. Том 1

Автор А.Уэллс

ячейки; контакты шаров осуществляются только вдоль направлений объемных диагоналей. Такую структуру с плотностью упаковки 0,6802 имеет целый ряд металлов (см. табл. 29.3 в т. 3, гл. 29). Кроме восьми ближайших шаров у каждого шара есть еще шесть соседей на расстоянии, лишь на 15% превышающем кратчайшее. Так, у атома А эти шесть соседей находятся в центрах шести соседних элементарных ячеек. Если координационное число определено в терминах полиэдрического домена атома (разд. 3.3.1), то в данной структуре КЧ равно 14, причем домен представляет собой усеченный октаэдр.

Поскольку различия в расстояниях до восьми ближайших и до шести более удаленных соседей относительно невелики, то, очевидно, возможны структуры с КЧ, промежуточными между 8 и 14. Шесть более удаленных соседей образуют октаэдр. При сжатии структуры в вертикальном направлении можно достичь такого расположения, при котором двое из этих соседей окажутся на таких же расстояниях, как восемь в вершинах ячейки.

Рис. 4.1. Типы шаровых упаковок, а —примитивная кубическая; б — примитивная гексагональная; в — объемноцентрированная кубическая; г —объемиоцентрированная тетрагональная (КЧ10); д — кубическая плотнейшая упаковка.

176 4. Шаровые упаковки

И наоборот, путем растяжения структуры можно добиться того, что на таких же расстояниях от центрального шара окажутся четыре экваториальных соседа. Если принять высоту тетрагональной ячейки равной с, а ребро квадратного основания равным а, этим двум случаям отвечают соотношения

а2/2 + с2/4 = с-, или с: а = 1/2/1/3" для КЧ10 (рис. 4.1,г),

и

аг/2 + са/4=а2, или с:а = ]/2~для КЧ12 (рис. 4.1,а)

Известен лишь один металл (Ра), кристаллизующийся при атмосферном давлении в структуре с КЧ 10; такое же КЧ найдено в структуре M0S12 (т. 3, гл. 23). В кристаллическом протактинии отношение с: а равно 0,825, т. е. очень близко и идеальному значению 0,816; соответственно этому каждый атом имеет десять почти эквидистантных соседей. При дальнейшем сжатии объемноцентрированного куба (ОЦК) два аксиальных соседа приближаются к центральному еще больше (координация 2+8); это имеет место в модификации ртути, образующейся при высоком давлении; здесь отношение с: а равно 0,707. Упаковка с КЧ10, показанная на рис. 4.1,г, имеет плотность 0,6981, т. е. несколько более высокую, чем ОЦК-упаковка. Но наиболее важной из всех является упаковка с КЧ 12 с плотностью 0,7405. Вследствие того что высота ячейки (аУ2) в такой упаковке равна диагонали квадратного основания, более удобен другой выбор элементарной ячейки (рис. 4.1,5), представляющей собой куб с шарами в вершинах и в центре всех граней; отсюда ее название — гранецентрированная кубическая (ГЦК) структура. Такое размещение — одна из форм плотнейшей упаковки шаров одинакового размера.

Полезно рассмотреть вид ОЦК-шаровой упаковки вдоль направления диагонали грани элементарной ячейки (рис. 4.2,а). Пустыми кружками обозначены шары, лежащие в плоскости рисунка, а заштрихованными — шары в параллельных плоскостях, но выше и ниже. Линиями соединены шары, находящиеся в контакте. При небольшом изменении в структуре слоя и незначительном смещении слоев относительно друг друга а переходит в б— плотнейшую кубическую упаковку (ГЦК), изображенную в проекции на плоскость слоя. Проиллюстрированная здесь близость между ОЦК и ГЦКшаровыми упаковками представляет интерес в связи с тем, что обе они реализуются в структурах многих металлов.

Можно также отметить то обстоятельство, что, хотя ОЦК-упаковка менее плотная, чем ГЦК или другая плотнейшая упаковка и поэтому в ней имеется больше незанятого пространства, почти все без исключения структуры внедрения гидридов, карбидов и нитридов основаны на ГЦК, а не на ОЦК-упаковке атомов металла (см., однако, гидриды V и Nb; т. 2, разд. 8.2).

Мы уже отмечали в разд. 3.3.1, что способ описания структуры как совокупности заполняющих пространство полиэдрических доменов (областей Дирихле) открывает путь к выявлению пустот в структуре. Из определения области Дирихле (J. Solid State Chem., 1970, 1, 237) следует, что любая вершина домена находится на равных расстояниях по крайней мере от четырех некомпланарных атомов и поэтому является центром полиэдрической пустоты. В ОЦК-структуре расположение пустот соответ12—752

178 4. Шаровые упаковки

ствует вершинам усеченного октаэдра (рис. 4.2,в). По форме эти пустоты искаженно-тетраэдрические в противоположность правильным тетраэдрическим и октаэдричееким пустотам в структурах плотнейших упаковок (разд. 4.1.6). В упаковке N шаров единичного радиуса имеется 6JV таких пустот, способных вместить атомы с радиусом 0,291. Однако эти пустоты образуют компактные группы по четыре пустоты в каждой; вследствие того что они расположены очень близко друг к другу, заполненной может быть лишь половина пустот, что приводит к формуле АХ3, где X—атом, расположенный в пустоте. Такое строение имеет ОСг3 и, возможно, |3-W (т. 3, разд. 29.1.4). Если занята лишь четвертая часть пустот, образуется соединение с формулой А2Х3.

страница 60
< 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 арки в москве
Фирма Ренессанс: лестница-люк на чердак цена - надежно и доступно!
кресло 9950
КНС Нева рекомендует купить mp3 плеер недорого - онлайн кредит во всех городах России.

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
(11.12.2016)