Кристаллохимические закономерности в Периодической системе элементов Д.И.Менделеева. Простые вещества. Кузьмичева Г.М. - 18 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

31
V группа: N, P, As, Sb, Bi
Элементы в основном состоянии имеют три
неспаренных p - электрона и следовательно их атомы могут
образовывать либо одну тройную связь (одну и две ), либо
одну двойную ( + ) и одну одинарную ( ), либо три
одинарные - связи (правило Юм-Розери: К=8-N; N=5, K=3).
В кристаллах азота реализуется первый случай. Азот
является единственным элементом группы, который
существует при обычных температурах в виде двухатомной
молекулы N
2
с расстоянием N N, равным 1.06 Å, и сохраняет
эту форму в жидком и твердом состояниях, предпочитая ее
системе полимеризованных однократных связей, характерных
для форфора и мышьяка. Низкотемпературная -форма N
2
образует молекулярную структуру, в которой молекулы N
2
расположены по узлам гранецентрированной кубической
ячейки СТ Cu (Рис 14). -N
2
кристаллизуется в
гексагональной сингонии; модификация высокого давления -
N
2
имеет тетрагональную симметрию.
Рис. 14. Молекулярная структура - N
2
32
В кристаллах остальных элементов группы реализуется
третий случай, причем углы между тремя - связями мало
отличаются от прямых. Такая координация может быть
выполнена двумя способами: либо образованием
четырехатомной молекулы в форме замкнутого
многогранника (тетраэдр или тригональная пирамида), либо
образованием гофрированных слоев. Оба способа
осуществляется практически.
В ряду P, As, Sb, Bi происходит постепенное изменение
свойств элементов от неметаллических к металическим.
Фосфор имеет несколько модификаций, из которых наиболее
известны две. Структура Р (белый) состоит из
тетраэдрических молекул Р
4
(КЧ=3) с валентным углом Р-Р-Р,
равным 60 (Рис. 15).. Аномальная величина угла между
связями в молекуле Р
4
обусловливает метастабильность этой
модификации. При нагревании белого фосфора в инертной
атмосфере либо при воздействии на него света или
рентгеновских лучей образуется красная форма -
единственная в своем роде и необъяснимо сложная структура,
причем валентный угол P-P-P составляет 102 . Структура Р
(черный) (пр. гр. Acam, z=8) построена из двойных слоев,
которые состоят из параллельных цепей, лежащих одна над
другой, причем третья связь каждого атома фосфора
используется для связи с соседней цепью (Рис. 16а).
Валентный угол P-P-P в цепи составляет 96 34' (КЧ=3).
Рис. Рис. 15. Тетраэдр P
4
                              31                                                           32
                   V группа: N, P, As, Sb, Bi                  В кристаллах остальных элементов Vб группы реализуется
                                                            третий случай, причем углы между тремя - связями мало
   Элементы Vб в основном состоянии имеют три               отличаются от прямых. Такая координация может быть
неспаренных p - электрона и следовательно их атомы могут    выполнена     двумя    способами:     либо     образованием
образовывать либо одну тройную связь (одну и две ), либо    четырехатомной      молекулы     в    форме      замкнутого
   одну двойную ( + ) и одну одинарную ( ), либо три        многогранника (тетраэдр или тригональная пирамида), либо
одинарные - связи (правило Юм-Розери: К=8-N; N=5, K=3).     образованием     гофрированных     слоев.    Оба    способа
   В кристаллах азота реализуется первый случай. Азот       осуществляется практически.
является единственным элементом Vб группы, который             В ряду P, As, Sb, Bi происходит постепенное изменение
существует при обычных температурах в виде двухатомной      свойств элементов от неметаллических к металическим.
молекулы N2 с расстоянием N N, равным 1.06 Å, и сохраняет   Фосфор имеет несколько модификаций, из которых наиболее
эту форму в жидком и твердом состояниях, предпочитая ее     известны две. Структура Р (белый) состоит из
системе полимеризованных однократных связей, характерных    тетраэдрических молекул Р4 (КЧ=3) с валентным углом Р-Р-Р,
для форфора и мышьяка. Низкотемпературная -форма N2         равным 60 (Рис. 15).. Аномальная величина угла между
образует молекулярную структуру, в которой молекулы N2      связями в молекуле Р4 обусловливает метастабильность этой
расположены по узлам гранецентрированной кубической         модификации. При нагревании белого фосфора в инертной
ячейки СТ Cu (Рис 14).           -N2 кристаллизуется в      атмосфере либо при воздействии на него света или
гексагональной сингонии; модификация высокого давления -    рентгеновских лучей образуется красная форма -
N2 имеет тетрагональную симметрию.                          единственная в своем роде и необъяснимо сложная структура,
                                                            причем валентный угол P-P-P составляет 102 . Структура Р
                                                            (черный) (пр. гр. Acam, z=8) построена из двойных слоев,
                                                            которые состоят из параллельных цепей, лежащих одна над
                                                            другой, причем третья связь каждого атома фосфора
                                                            используется для связи с соседней цепью (Рис. 16а).
                                                            Валентный угол P-P-P в цепи составляет 96 34' (КЧ=3).




                                                                             Рис.       Рис. 15. Тетраэдр P4
          Рис. 14. Молекулярная структура   - N2