Составители:
ны, образуют плотнейшие упаковки, а катионы располагаются в тетраэдриче-
ских и октаэдрических пустотах этих упаковок.
Как показал выдающийся российский кристаллограф Н.В. Белов, по-
средством плотнейших упаковок шаров-анионов, пустоты между которыми
заполнены шарами-катионами, с исчерпывающей полнотой можно описать
также большинство структур известных минералов сложного состава.
Несмотря на то, что
наиболее распространенными являются всего лишь
две плотнейшие упаковки — гексагональная и кубическая, существует чрез-
вычайно большое количество плотноупакованных кристаллических структур.
Это обусловлено не столько слойностью плотнейшей упаковки анионов,
сколько типом и долей заполненных катионами пустот и законом их запол-
нения в тех случаях, когда часть пустот оказывается свободной.
Зная тип и
долю заполненных пустот плотнейшей упаковки, можно оп-
ределить стехиометрическую формулу любого вещества. Например, в струк-
туре одной из шпинелей атомы кислорода образуют трехслойную плотней-
шую упаковку, в которой половину октаэдрических пустот занимают атомы
алюминия и восьмую часть тетраэдрических пустот — атомы магния. По-
скольку в плотнейших упаковках на N атомов приходится N
октаэдрических
и 2N тетраэдрических пустот, то стехиометрическая формула этой шпинели
O
N
Al
N ·1/2
Mg
2N ·1/8
→ MgAl
2
O
4
→ MgO·Al
2
O
3
.
КООРДИНАЦИОННЫЕ ПОЛИЭДРЫ В ПЛОТНЕЙШИХ УПАКОВКАХ
Если в плотнейшей упаковке заполнены не все пустоты, то описание и
в особенности модельное представление кристаллической структуры шарами
разного размера становится затруднительным и ненаглядным.
Более удобным в этом случае является представление кристаллической
структуры координационными полиэдрами — тетраэдрами и октаэдрами.
Действительно, если соединить прямыми линиями каждый шар плот-
нейшей упаковки с его
12 соседями и провести плоскости через каждую пару
таких линий, то эти плоскости разобьют все пространство на тетраэдрические
и октаэдрические объемы. При этом от каждого шара-аниона останется лишь
одна точка — его центр, лежащий в общей вершине 14 координационных по-
лиэдров — 8 тетраэдров и 6 октаэдров, окружающих каждый шар любой
плотнейшей упаковки.
Удобство этого
способа заключается в том, что при моделировании
кристаллических структур используются только координационные полиэдры,
соответствующие заполненным пустотам. Например, структуру с заполнен-
ными тетраэдрическими пустотами можно представить как совокупность тет-
раэдров, а структуру с заполненными октаэдрическими пустотами — как
совокупность октаэдров; при этом характер сочленения тетраэдров и октаэд-
ров может быть различным.
В
общем же случае в кристаллических структурах заполненными могут
быть одновременно и тетраэдрические, и октаэдрические пустоты при до-
43
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- …
- следующая ›
- последняя »
