Кристаллохимические закономерности в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Основные кристаллические структуры соединений. Кузьмичева Г.М. - 31 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

61
Степень ионности - отношение эффективного заряда к
предельно ионному (формальному заряду). Степень ионности
пропорциональна разности электроотрицательности
компонентов: =f(
A
-
X
).
Ионные представления, крайне удобные и легко
поддающиеся систематике, лежат в основе основного закона
кристаллохимии В.М.Гольдшмидта (1926 г): Строение
кристалла определяется числом его структурных единиц,
соотношением их размеров и их поляризационными
свойствами.
В этом законе фигурируют кристаллохимические
понятия: структурные (формульные) единицы, размер
(радиус) компонентов, поляризационные представления.
Ионные радиусы
Согласно общепринятой точке зрения, признаком
межатомного взаимодействия является изменение
электронной плотности в пространстве между ядрами атомов.
Поэтому при рассмотрении химической связи между атомами
непосредственно рассматривается и анализируется
электронное распределение, которое в существенно ионных
кристаллах несомненно иное, чем в ковалентных или
металлических: оно характеризуется смещением плотности
перекрывания к более электроотрицательному атому, а также
наличием минимума электронной плотности по линии связи.
Логично определить радиусы ионов как расстояния от ядра до
указанного минимума.
62
В результате структурного анализа определяют
координаты атомов в кристалле, на их основании
рассчитывают межатомные расстояния, а далее возникает
необходимость использования критериев, позволяющих
разделять их на доли отдельных ионов.
Согласно критерию А.Ланде (1920 г), в кристаллах с
крупными анионами и мелкими катионами существует
непосредственный контакт между анионами, а катионы
свободно размещаются в пустоте между ними. Это означает,
что параметр ячейки контролируется только расстоянием
анион-анион, что дает возможность вывести систему ионных
радиусов из некоторой совокупности межатомных расстояний
и геометрии кристаллических структур. В.Гольдшмидт (1926
г) разделял межатомные расстояния в кристаллах
пропорционально отношениям рефракции ионов, а Л.Полинг
(1927 г) предположил, что в кристаллах, состоящих из
изоэлектронных ионов, радиусы катиона (r) и аниона (R)
обратно пропорциональны эффективным зарядам ядра (Z*),
действующим на внешние электронные оболочки (Z*
i
=Z
i
-S,
где Z
i
-порядковый номер элемента, S-константа
экранирования, зависящая от числа и типа внутренних
электронов). Например, для NaF: Z
Na
=9, Z
F
=11, S=4.52;
r
Na
/R
Cl
=0.69, d
Na-F
=2.31A, r
Na
=0.95A, R
Cl
=1.36A.
Несмотря на различие подходов Ланде, Гольдшмидта и
Полинга, наблюдается близкое совпадение всех основных
систем ионных радиусов.
Сформулируем основные правила для ионных радиусов:
                               61                                                            62
     Степень ионности - отношение эффективного заряда к         В   результате     структурного   анализа   определяют
предельно ионному (формальному заряду). Степень ионности     координаты атомов в кристалле, на их основании
пропорциональна       разности     электроотрицательности    рассчитывают межатомные расстояния, а далее возникает
компонентов: =f( A- X).                                      необходимость использования критериев, позволяющих
     Ионные представления, крайне удобные и легко            разделять их на доли отдельных ионов.
поддающиеся систематике, лежат в основе основного закона        Согласно критерию А.Ланде (1920 г), в кристаллах с
кристаллохимии В.М.Гольдшмидта (1926 г): Строение            крупными анионами и мелкими катионами существует
кристалла определяется числом его структурных единиц,        непосредственный контакт между анионами, а катионы
соотношением их размеров и их поляризационными               свободно размещаются в пустоте между ними. Это означает,
свойствами.                                                  что параметр ячейки контролируется только расстоянием
     В этом законе фигурируют кристаллохимические            анион-анион, что дает возможность вывести систему ионных
понятия: структурные (формульные) единицы, размер            радиусов из некоторой совокупности межатомных расстояний
(радиус) компонентов, поляризационные представления.         и геометрии кристаллических структур. В.Гольдшмидт (1926
                                                             г) разделял межатомные расстояния в кристаллах
                       Ионные радиусы                        пропорционально отношениям рефракции ионов, а Л.Полинг
                                                             (1927 г) предположил, что в кристаллах, состоящих из
     Согласно общепринятой точке зрения, признаком           изоэлектронных ионов, радиусы катиона (r) и аниона (R)
межатомного     взаимодействия     является     изменение    обратно пропорциональны эффективным зарядам ядра (Z*),
электронной плотности в пространстве между ядрами атомов.    действующим на внешние электронные оболочки (Z*i=Zi-S,
Поэтому при рассмотрении химической связи между атомами      где    Zi-порядковый      номер    элемента,   S-константа
непосредственно    рассматривается     и    анализируется    экранирования, зависящая от числа и типа внутренних
электронное распределение, которое в существенно ионных      электронов). Например, для NaF: ZNa=9, ZF=11, S=4.52;
кристаллах несомненно иное, чем в ковалентных или            rNa/RCl=0.69, dNa-F=2.31A, rNa=0.95A, RCl=1.36A.
металлических: оно характеризуется смещением плотности          Несмотря на различие подходов Ланде, Гольдшмидта и
перекрывания к более электроотрицательному атому, а также    Полинга, наблюдается близкое совпадение всех основных
наличием минимума электронной плотности по линии связи.      систем ионных радиусов.
Логично определить радиусы ионов как расстояния от ядра до      Сформулируем основные правила для ионных радиусов:
указанного минимума.