химический каталог




Структурная неорганическая химия. Том 2

Автор А.Уэллс

Гидраты

Один из простейших способов очистки вещества заключается в его перекристаллизации из подходящего растворителя. Кристаллы, выделенные из раствора, могут состоять из чистого вещества, а могут содержать и растворитель. Для большинства солей вода — наиболее подходящий растворитель, и естественно, что кристаллы, содержащие воду, — гидраты — были известны еще на ранних этапах развития химии, и многие неорганические соединения обычно получают в виде гидратов. Уже отмечалось при обсуждении гидроксидов, что часто соединения, содержащие ОН-группы, также первоначально считали гидратами, например NaSb(OH)6 ранее считали гидратом NaSb03-3H20, a NaB(OH)4—NaB02-2H20 и т. д. Термин «гидраты» должен применяться только для кристаллических соединений, содержащих молекулы Н20, или в случае гидратированных кислот, та392 15. Вода и гидраты

394 15. Вода и гидраты

лекулы воды расположены в каждом узле 4-связанной сетки, и их связи (О—Н—О) образуют ребра заполняющих пространство полиэдров. Такие структуры «типа льда» неустойчивы до тех пор, пока все или большинство самых больших пустот не будут заняты молекулами «растворенного вещества», и температуры плавления таких соединений, как правило, близки к 0°С. В табл. 15.2 включены также некоторые менее правильные структуры, которые обсуждаются позднее. Полиэдрические каркасы подразделяют на две группы: а к б; последняя включает пентагональный додекаэдр и родственные ему полиэдры с гексагональными гранями, которые упоминались в гл. 3.

15.2.2. Полиэдрические каркасы.

Группа а. Аналогию между структурной химией воды и диоксида кремния можно продемонстрировать на примере структуры соединения HPF6-6H20. В этом кристалле молекулы воды расположены в вершинах заполняющих пространство федоровских усеченных октаэдров, т. е. в тех же позициях, что и атомы Si (Al) в каркасе ультрамарина (разд. 23.12.8). Каждая молекула воды в каркасе (рис. 15.4) связана водородными связями с четырьмя ближайшими молекулами воды, находящимися на расстоянии 2,72 А; ионы PF6~ занимают пустоты (Н20—F 2,74 А, Р—F 1,73 А).

В соединении состава М-6Н20 имеется достаточное число атомов Н для того, чтобы расположить водородные связи по всем отрезкам, соединяющим соседние узлы федоровской трехмерной сетки. В гидрате HBF6-6H20 имеется 13 Н, и тринадцатый Н+ предположительно связан с каркасом. Интересное искажение этой решетки наблюдается в (CH3)4NOH .5Н20, у которого в вершинах усеченных октаэдров расположены ОН~4-5Н20. Поскольку в этом гидрате имеется только 11 атомов водорода, то не все ребра полиэдров закреплены водородными связями. Введение катионов внутрь усеченных октаэдров приводит к расширению последних, так что часть ребер удлиняется до 4,36 А (рис. 15.5).

Значительно менее симметричные полиэдрические пустоты найдены в (CH3)3CNH2.93/4H20. Каркас представляет собой пространство, заполненное 8-гранниками (|ч=4, /s=4) и 17-гран-никами (f3 = 3, f5 = 9, [в —2, /7 = 3). Элементарная ячейка содержит 156 молекул воды (16 формульных единиц), молекулы амина занимают 16 больших пустот (17-гранники); 8-гранники не заселены.

Группа б. В этом классе пространство заполняется пентаго-нальными додекаэдрами и родственными ему полиэдрами одного или нескольких типов: /5= 12, /5 = 2, 3, 4 (табл. 15.3) с образованием сеток с 4-связанными узлами.

Особый интерес вызывает гидрат хлора. Первоначально его считали хлором в твердом состоянии, однако в 1811 г. X. Дэви доказал, что эта фаза содержит воду. Позднее М. Фарадей предложил для состава этой твердой фазы формулу С12.10Н2О. Элементарная ячейка этой кубической структуры (ал; 12 А) соТаблица 15.3. Структуры гидратов, содержащие додекаэдры

Гидрат ?_ Число Пустоты (л-гранники) Общее чис LEPIIIHII 15 14 is | 16 ло крупных

П\ СТОТ

6 46 2 6 6

СНС13.17Н,0 («.4o-CsH,I)1N+F--38 Н20 В;-:.8,6Н20 8 2 20 136 80 172 16 6 10 4 16 4 4 8 8 8 20

держит 46 молекул воды, образующих каркас (рис. 15.6), в котором присутствуют 2 додекаэдрические пустоты и 6 пустот, значительно больших по размеру (14-гранных пустот). Если заполнены все пустоты, что возможно в структурах гидратов 4(?ГяНа' Ксенона- метаиа и сероводорода, то это соответствует то:8=53/4 молекулам воды на атом (молекулу) «растворенного вещества». Заполнению только самых больших пустот отве396 15. Вода и гидраты _

»»»

чает формула Cl2-72/3H20. В сответствии с результатами первоначальных анализов полагали, что гидрат хлора содержит 8 молекул воды; это означает, что 2 молекулы воды должны находиться в меньших по размеру пустотах. Однако согласно последним данным (химический анализ и измерения плотности), формула близка к СЬ-УАНгО, что означает частичную (не более 20%) заселенность меньших по размеру пустот молекулами хлора.

Рис. 15.6. Кислородный каркас в Рис. 15.7. Фрагмент каркаса, состоя-структуре гидрата газа первого типа щего из молекул воды, в структуре 6,1. В центре изображены две из ше- гидрата M-I7H2O, построенный как сти пустот (14-гранники), приходя- упаковка пентагональных додекаэд-щ

страница 131
< 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

Скачать книгу "Структурная неорганическая химия. Том 2" (8.91Mb)


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

 

 

Реклама
http://taxiru.ru/magnitnyie-nakladki/
ребенок нуждается в помощи
группа мельница концерт
прайс лист по установки оборудования чиллеров

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
(24.09.2017)