Основные кристаллохимические категории. Кузьмичева Г.М. - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

23
2.2.2. ПРЕВРАЩЕНИЯ С ИЗМЕНЕНИЕМ ВТОРОЙ
КООРДИНАЦИОННОЙ СФЕРЫ
Существует взаимное превращение структур, построенных из
одинаковых группировок атомов и отличающихся лишь характером
соединения их между собой.
Превращения со смещением
Превращение может происходить без разрушения связей первой
координационной сферы. Атомы в структуре могут быть смещены
таким образом, что их ближайшее окружение остается прежним, но
вторая координационная сфера изменится. Такие превращения
называются превращениями
со смещением или с искажением. Они
весьма обычны для ажурных структур с низкими координационными
числами, в частности, для SiO
2
(Рис. 8).
а б в
Рис.8. Пример превращений со смещением для SiO
2
Примером подобного полиморфного превращения второго рода
служит фазовый переход в BaTiO
3
. При температуре выше
температуры Кюри (T
c
~120
°С) BaTiO
3
кристаллизуется в структуре
типа перовскита (пр. гр. Pm3m). Атомы Ba находятся в вершинах
куба,
24
титана - а центре куба, кислород - в центре граней, образуя
кислородный октаэдр (Рис. 9). При этом результирующий дипольный
момент решетки равен нулю, и кристалл находится в
параэлектрической области.
При температуре Кюри атомы Ti и O скачком смещаются
относительно атомов Ba в
направлении одного из ребер куба, и
решетка из кубической превращается в тетрагональную. В
направлении смещения атомов возникает сегнетоэлектрическая
поляризация.
Рис. 9. Структура кубической фазы BaTiO
3
(структура
перовскита).
Превращение со смещением сопровождается искажением ячеек
каркаса с помощью изменения углов между связями без нарушения
типа сочленения ячеек. Энергетический барьер в этом случае
незначителен, и превращения всегда происходят быстро.
Среди модификаций, связанных превращениями со смещением,
для высокотемпературной модификации характерна более высокая 
                               23                                                                 24
                                                                 титана - а центре куба, кислород - в центре граней, образуя
      2.2.2. ПРЕВРАЩЕНИЯ С ИЗМЕНЕНИЕМ ВТОРОЙ                     кислородный октаэдр (Рис. 9). При этом результирующий дипольный
                КООРДИНАЦИОННОЙ СФЕРЫ                            момент решетки равен нулю, и кристалл находится в
                                                                 параэлектрической области.
   Существует взаимное превращение структур, построенных из        При температуре Кюри атомы Ti и O скачком смещаются
одинаковых группировок атомов и отличающихся лишь характером     относительно атомов Ba в направлении одного из ребер куба, и
соединения их между собой.                                       решетка из кубической превращается в тетрагональную. В
                       Превращения со смещением                  направлении смещения атомов возникает сегнетоэлектрическая
   Превращение может происходить без разрушения связей первой    поляризация.
координационной сферы. Атомы в структуре могут быть смещены
таким образом, что их ближайшее окружение остается прежним, но
вторая координационная сфера изменится. Такие превращения
называются превращениями со смещением или с искажением. Они
весьма обычны для ажурных структур с низкими координационными
числами, в частности, для SiO2 (Рис. 8).




        а                  б                  в                           Рис. 9. Структура кубической фазы BaTiO3 (структура
                                                                                            перовскита).
       Рис.8. Пример превращений со смещением для SiO2
                                                                    Превращение со смещением сопровождается искажением ячеек
  Примером подобного полиморфного превращения второго рода       каркаса с помощью изменения углов между связями без нарушения
служит фазовый переход в BaTiO3. При температуре выше            типа сочленения ячеек. Энергетический барьер в этом случае
температуры Кюри (Tc~120°С) BaTiO3 кристаллизуется в структуре   незначителен, и превращения всегда происходят быстро.
типа перовскита (пр. гр. Pm3m). Атомы Ba находятся в вершинах       Среди модификаций, связанных превращениями со смещением,
куба,                                                            для высокотемпературной модификации характерна более высокая

Страницы