Кристаллохимические закономерности в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Основные кристаллические структуры соединений. Кузьмичева Г.М. - 16 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

31
1. Все политипы SiC (за исключением типа 2Н и 6R),
вероятно, образуются при одних и тех же условиях
температуры и давления, что является причиной
сосуществования двух различных структур в одном и том же
монокристаллическом образце. Если обе фазы
термодинамически стабильны, то их одновременное
существование в контакте с парами противоречит правилу фаз
Гиббса.
2. В отличие от полиморфных модификаций,
гексагональные политипы -SiC имеют почти точно
совпадающие физические свойства (плотность, показатели
преломления и др).
3. Различные политипы -SiC не переходят один в другой
ни при какой температуре, и, поскольку их плотность
одинакова, можно предположить, что переход не будет
происходить также и под действием давления.
4. Во всех модификациях для любого атома Si и С первая
(каждый атом окружен четырьмя ближайшими атомами
другого сорта) координационная сфера одинакова, а различия
проявляются в следующих координационных сферах.
Поэтому различие во внутренних энергиях между политипами
ничтожно, и они имеют идентичные константы Маделунга.
Почти исчезающе малые энергетические различия между
политипами позволяет считать, что они связаны между собой
превращениями второго рода. Таким образом, политипизм
можно поставить в один ряд с превращениями порядок -
беспорядок.
5. Свободная энергия модификации определяется
уравнением G=E-TS+PV. Поскольку SiC синтезируется при
32
очень высоких температурах, небольшие отличия в энтропии
существенно влияют на величину свободной энергии. Это
означает, что структура с полностью разупорядоченным
расположением слоев вдоль направления с является,
вероятно, наиболее термодинамически устойчивой, хотя
изменение энтропии в связи с одномерной
разупорядоченностью, также очень невелико и составляет
~kNlg2, где к-постоянная Больцмана, N-общее число слоев в
кристалле.
На основании перечисленных фактов существование
упорядоченных политипов представляется аномальным.
Действительно, некоторые политипы с большим периодом с,
казалось бы требуют для упорядочения таких сил, которые по
порядку величины намного превосходят все известные
межатомные силы. С этой точки зрения кажется вполне
вероятным, что для политипии характерно объединение сил,
действующих на коротких расстояниях, для создания
дальнего порядка.
Имеются веские доказательства, что образование
упорядоченных политипов с длинным периодом с
определяется механизмами роста, начинающегося на
винтовых дислокациях. Если это действительно так, то
политипы с длинным периодом с не обладают какой-либо
определенной стабильностью и их вообще нельзя
рассматривать как термодинамически различные фазы,
аналогично полиморфам. Таким образом, политипия -
явление существования простых веществ и соединений
одинакового состава, кристаллические структуры которых
образованы транслирующимися дефектами упаковки.
                              31                                                           32
    1. Все политипы SiC (за исключением типа 2Н и 6R),       очень высоких температурах, небольшие отличия в энтропии
вероятно, образуются при одних и тех же условиях             существенно влияют на величину свободной энергии. Это
    температуры и давления, что является причиной            означает, что структура с полностью разупорядоченным
сосуществования двух различных структур в одном и том же     расположением слоев вдоль направления с является,
монокристаллическом      образце.     Если     обе    фазы   вероятно, наиболее термодинамически устойчивой, хотя
термодинамически стабильны, то их одновременное              изменение      энтропии    в     связи   с     одномерной
существование в контакте с парами противоречит правилу фаз   разупорядоченностью, также очень невелико и составляет
Гиббса.                                                      ~kNlg2, где к-постоянная Больцмана, N-общее число слоев в
    2. В отличие от полиморфных модификаций,                 кристалле.
гексагональные политипы        -SiC имеют почти точно           На основании перечисленных фактов существование
совпадающие физические свойства (плотность, показатели       упорядоченных политипов представляется аномальным.
преломления и др).                                           Действительно, некоторые политипы с большим периодом с,
    3. Различные политипы -SiC не переходят один в другой    казалось бы требуют для упорядочения таких сил, которые по
ни при какой температуре, и, поскольку их плотность          порядку величины намного превосходят все известные
одинакова, можно предположить, что переход не будет          межатомные силы. С этой точки зрения кажется вполне
происходить также и под действием давления.                  вероятным, что для политипии характерно объединение сил,
    4. Во всех модификациях для любого атома Si и С первая   действующих на коротких расстояниях, для создания
(каждый атом окружен четырьмя ближайшими атомами             дальнего порядка.
другого сорта) координационная сфера одинакова, а различия      Имеются веские доказательства, что образование
проявляются в следующих координационных сферах.              упорядоченных политипов с длинным периодом с
Поэтому различие во внутренних энергиях между политипами     определяется механизмами роста, начинающегося на
ничтожно, и они имеют идентичные константы Маделунга.        винтовых дислокациях. Если это действительно так, то
    Почти исчезающе малые энергетические различия между      политипы с длинным периодом с не обладают какой-либо
политипами позволяет считать, что они связаны между собой    определенной стабильностью и их вообще нельзя
превращениями второго рода. Таким образом, политипизм        рассматривать как термодинамически различные фазы,
можно поставить в один ряд с превращениями порядок -         аналогично полиморфам.       Таким образом, политипия -
беспорядок.                                                  явление существования простых веществ и соединений
    5. Свободная энергия модификации определяется            одинакового состава, кристаллические структуры которых
уравнением G=E-TS+PV. Поскольку SiC синтезируется при        образованы транслирующимися дефектами упаковки.