Основные кристаллохимические категории. Кузьмичева Г.М. - 27 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

53
электроотрицательность компонентов или уравнением Л.Полинга -
ε=1-e
-α∆χ2
(z/ν), ν - КЧ, α~0.25.
Энергию ковалентного взаимодействия можно оценить по
формуле: E
К
=(1-
ε
2
)
1/2
Σ∆H
ат
где H
ат
- теплота образования атома
из элемента в стандартном состоянии. Эти величины известны
практически для всех элементов и приведены в справочниках.
Пренебрегая последними тремя членами в уравнении для расчета
энергии атомазации, получим: E=
ε
2
U-(1-
ε
2
/2)
Σ∆H
ат
.
Таким образом, мы получили довольно простой и доступный
метод теоретической оценки важнейшей энергетической
характеристики кристаллического вещества - энергии атомизации.
Конечно, этот метод оставляет еще много возможностей для
усовершенствования. В частности, следует искать пути для более
точного определения степени ионности связи и для включения в Е
небольших энергетических поправок на энергию
переноса заряда
Σ∆H, энергию Ван-дер-Ваальса и т. п.
ГЛАВА 3
ИЗОМОРФИЗМ (1819 г, Э.Митчерлих)
Эволюция понятия "изоморфизм" обусловлена углублением
наших знаний о природе изоморфных веществ и изоморфных
замещений. Первооткрыватель изоморфизма
Э.Митчерлих дал
следующую формулировку: "
Вещества, разные по химическому
составу, могут иметь одинаковые кристаллические формы".
Им же
была установлена способность изоморфных веществ образовывать
"смешанные кристаллы", которые позднее были названы твердыми
растворами или соединениями переменного состава. Таким образом,
у Э.Митчерлиха на первом плане стоит равенство форм кристаллов, а
54
второе явление - способность к образованию твердых растворов -
выступает как бы следствием либо свойством первого.
Более поздние
работы по изучению строения кристаллов с
использованием рентгеновского излучения свидетельствуют о том,
что одинаковая внешняя форма кристаллов обусловлена сходством
их кристаллических структур. Изучение пределов изоморфных
замещений в разных системах показало, что не всегда
изоструктурные вещества образуют смешанные кристаллы. С другой
стороны, известно большое количество систем, в которых
неизоструктурные компоненты образуют твердые
растворы
различной протяженности. Эти твердые растворы по своей природе
ничем не отличаются от растворов в системах с изоструктурными
компонентами.
Современное определение изоморфизма учитывает все
имеющиеся экспериментальные данные.
Изоморфизмом называется взаимное замещение атомов (или
структурных единиц) разных химических элементов в
эквивалентных позициях кристаллической структуры.
По сути, чисто кристаллохимическое определение изоморфизма
идентично определению твердого раствора, применяемому в физико-
химическом анализе. К
изоморфным относят все дефектные
кристаллы переменного состава, в которых вхождение посторонних
элементов (атомов, ионов, молекул, атомно-молекулярных
группировок) не нарушает структурной целостности и
монокристальной гомогенности. Термины
изоморфные смеси,
твердые растворы и смешанные кристаллы
в связи с такой
трактовкой изоморфизма
должны рассматриваться как синонимы.
Изоморфизм делится на два типа:
изовалентный (гомовалентный)
(например, система Fe
2+
CO
3
-Mn
2+
CO
3
) и
гетеровалентный
(например, система Fe
2+
CO
3
-Sc
3+
ВO
3
).
                                  53                                                                 54
  электроотрицательность компонентов или уравнением Л.Полинга -        второе явление - способность к образованию твердых растворов -
ε=1-e-α∆χ2 (z/ν), ν - КЧ, α~0.25.                                   выступает как бы следствием либо свойством первого.
  Энергию ковалентного взаимодействия можно оценить по                 Более поздние работы по изучению строения кристаллов с
формуле: EК=(1-ε2)1/2Σ∆Hат где ∆Hат - теплота образования атома     использованием рентгеновского излучения свидетельствуют о том,
из элемента в стандартном состоянии. Эти величины известны          что одинаковая внешняя форма кристаллов обусловлена сходством
практически для всех элементов и приведены в справочниках.          их кристаллических структур. Изучение пределов изоморфных
  Пренебрегая последними тремя членами в уравнении для расчета      замещений в разных системах показало, что не всегда
энергии атомазации, получим: E=ε2U-(1-ε2/2)Σ∆Hат.                   изоструктурные вещества образуют смешанные кристаллы. С другой
  Таким образом, мы получили довольно простой и доступный           стороны, известно большое количество систем, в которых
метод    теоретической      оценки   важнейшей     энергетической   неизоструктурные компоненты образуют твердые растворы
характеристики кристаллического вещества - энергии атомизации.      различной протяженности. Эти твердые растворы по своей природе
Конечно, этот метод оставляет еще много возможностей для            ничем не отличаются от растворов в системах с изоструктурными
усовершенствования. В частности, следует искать пути для более      компонентами.
точного определения степени ионности связи и для включения в Е         Современное     определение    изоморфизма     учитывает   все
небольших энергетических поправок на энергию переноса заряда        имеющиеся экспериментальные данные.
Σ∆H, энергию Ван-дер-Ваальса и т. п.                                   Изоморфизмом называется взаимное замещение атомов (или
                                                                    структурных единиц) разных химических элементов в
                                                                    эквивалентных позициях кристаллической структуры.
     ГЛАВА 3
                                                                       По сути, чисто кристаллохимическое определение изоморфизма
         ИЗОМОРФИЗМ (1819 г, Э.Митчерлих)                           идентично определению твердого раствора, применяемому в физико-
                                                                    химическом анализе. К изоморфным относят все дефектные
   Эволюция понятия "изоморфизм" обусловлена углублением            кристаллы переменного состава, в которых вхождение посторонних
наших знаний о природе изоморфных веществ и изоморфных              элементов (атомов, ионов, молекул, атомно-молекулярных
замещений. Первооткрыватель изоморфизма Э.Митчерлих дал             группировок)    не    нарушает     структурной    целостности   и
следующую формулировку: "Вещества, разные по химическому            монокристальной гомогенности. Термины изоморфные смеси,
составу, могут иметь одинаковые кристаллические формы". Им же       твердые растворы и смешанные кристаллы в связи с такой
была установлена способность изоморфных веществ образовывать        трактовкой изоморфизма должны рассматриваться как синонимы.
"смешанные кристаллы", которые позднее были названы твердыми           Изоморфизм делится на два типа: изовалентный (гомовалентный)
растворами или соединениями переменного состава. Таким образом,     (например, система Fe2+CO3-Mn2+CO3) и           гетеровалентный
у Э.Митчерлиха на первом плане стоит равенство форм кристаллов, а   (например, система Fe2+CO3-Sc3+ВO3).