Основные кристаллохимические понятия. Кузьмичева Г.М. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

18
(например, структурный тип флюорита - CaF
2
, структурный типа шпинели -
MgAl
2
O
4
) или по имени известного деятеля (одна из модификаций углерода -
лонсдейлит, названа в честь известного английского кристаллографа Кэтлин
Лонсдейл). В настоящее время установлена структура кристаллов около 200 тыс.
соединений, которые принадлежат к нескольким десяткам тысяч структурных
типов. Даже простые вещества по
своему строению принадлежат к 53 разным
структурным типам. К наиболее известным структурным типам относятся СТ Сu,
Mg, α-Fe (α-W), NaCl, CsCl (CuZn), NiAs, ZnS (две модификации).
Понятие структурного типа полезно при систематизации
кристаллоструктурных данных, так как позволяет кратко и четко определить
сходство строения соединений разного химического, но одинакового
стехиометрического состава.
В кристаллических структурах антиизоструктурных веществ одни и
те же
правильные системы точек заняты противоположными по химическим функциям
сортами атомов. Например, ThO
2
и Li
2
O-антиизоструктурные соединения: ThO
2
имеет структуру типа флюорита (CaF
2
) - атомы Th занимают позиции Ca, атомы
O - позиции F; Li
2
O кристаллизуется в структуре типа анти-флюорита - атомы Li
расположены в позиции F, атомы O - в позиции Ca.
Изотипные соединения имеют родственное строение, которое может быть
описано на основе одной кристаллохимической модели, но подобие структур не
сохраняется. Изотипные соединения могут кристаллизоваться как в одной группе
симметрии, так и в разных. Например, молекулярные кристаллы Cl
2
, Br
2
, I
2
имеют пр. гр. Acam. Величина τ=d
X-X
/d
X....X
≠const (d
X-X
-кратчайшее
расстояние между атомами в молекуле, d
X....X
- кратчайшее расстояние между
атомами
соседних молекул) увеличивается при переходе от структуры Cl
2
к
структуре I
2
из-за увеличения межмолекулярного взаимодействия в этом ряду.
Поэтому, строго говоря, соединения Cl
2
, Br
2
, I
2
изотипны, хотя при некотором
приближении, игнорируя межмолекулярными взаимодействиями, можно считать,
что они изоструктурны. Соединения MgAl
2
O
4
(пр. гр. Fd3m; КП Mg-тетраэдр),
CuCr
2
O
4
(пр. гр. I42d;
КП Cu
2+
-сплюснутый тетраэдр) и NiCr
2
O
4
(пр. гр.
I4
1
/amd; КП Ni
2+
- вытянутый тетраэдр) со шпинелеподобными структурами
изотипны. Тетрагонизация структур CuCr
2
O
4
и NiCr
2
O
4
обусловена искажением
координационных полиэдров Сu
2+
и Ni
2+
за счет расщепления d-уровней
переходных металлов со снятием их вырождения (эффект Яна-Теллера).
Структурный класс - совокупность структур с
одинаковой
пространственной группой и одинаковым размещением атомов, молекул или
ионов по эквивалентным системам точек. Например, FeS
2
и CO
2
кристаллизуются
в пр. гр. Pa3, атомы Fe и C занимают позиции 4a с координатами 000 и 1/2 1/2 0,
атомы S и O - позиции 8c c координатами x x x: x=0.4 для атома S и x =0.11 для
атома O. 
                                         18
(например, структурный тип флюорита - CaF2, структурный типа шпинели -
MgAl2O4) или по имени известного деятеля (одна из модификаций углерода -
лонсдейлит, названа в честь известного английского кристаллографа Кэтлин
Лонсдейл). В настоящее время установлена структура кристаллов около 200 тыс.
соединений, которые принадлежат к нескольким десяткам тысяч структурных
типов. Даже простые вещества по своему строению принадлежат к 53 разным
структурным типам. К наиболее известным структурным типам относятся СТ Сu,
Mg, α-Fe (α-W), NaCl, CsCl (CuZn), NiAs, ZnS (две модификации).
     Понятие       структурного    типа     полезно     при     систематизации
кристаллоструктурных данных, так как позволяет кратко и четко определить
сходство строения соединений разного химического, но одинакового
стехиометрического состава.
     В кристаллических структурах антиизоструктурных веществ одни и те же
правильные системы точек заняты противоположными по химическим функциям
сортами атомов. Например, ThO2 и Li2O-антиизоструктурные соединения: ThO2
имеет структуру типа флюорита (CaF2) - атомы Th занимают позиции Ca, атомы
O - позиции F; Li2O кристаллизуется в структуре типа анти-флюорита - атомы Li
расположены в позиции F, атомы O - в позиции Ca.
     Изотипные соединения имеют родственное строение, которое может быть
описано на основе одной кристаллохимической модели, но подобие структур не
сохраняется. Изотипные соединения могут кристаллизоваться как в одной группе
симметрии, так и в разных. Например, молекулярные кристаллы Cl2, Br2, I2
имеют пр. гр. Acam. Величина τ=dX-X/dX....X ≠const (dX-X -кратчайшее
расстояние между атомами в молекуле, dX....X - кратчайшее расстояние между
атомами соседних молекул) увеличивается при переходе от структуры Cl2 к
структуре I2 из-за увеличения межмолекулярного взаимодействия в этом ряду.
Поэтому, строго говоря, соединения Cl2, Br2, I2 изотипны, хотя при некотором
приближении, игнорируя межмолекулярными взаимодействиями, можно считать,
что они изоструктурны. Соединения MgAl2O4 (пр. гр. Fd3m; КП Mg-тетраэдр),
CuCr2O4 (пр. гр. I42d; КП Cu2+-сплюснутый тетраэдр) и NiCr2O4 (пр. гр.
I41/amd; КП Ni2+ - вытянутый тетраэдр) со шпинелеподобными структурами
изотипны. Тетрагонизация структур CuCr2O4 и NiCr2O4 обусловена искажением
координационных полиэдров Сu2+ и Ni2+ за счет расщепления d-уровней
переходных металлов со снятием их вырождения (эффект Яна-Теллера).
     Структурный        класс   -   совокупность    структур   с    одинаковой
пространственной группой и одинаковым размещением атомов, молекул или
ионов по эквивалентным системам точек. Например, FeS2 и CO2 кристаллизуются
в пр. гр. Pa3, атомы Fe и C занимают позиции 4a с координатами 000 и 1/2 1/2 0,
атомы S и O - позиции 8c c координатами x x x: x=0.4 для атома S и x =0.11 для
атома O.

Страницы