Теория плотнейших шаровых упаковок и плотных шаровых кладок. Кузьмичева Г.М. - 31 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

31
Структурные типы NaCl и NiAs отличаются типами плотнейших упаковок
анионов (ГЦК в первом случае и ГПУ - во втором), все октаэдрические пустоты
которых заняты катионами (Табл. 2). В структуре NiAs вдоль гексагональной оси
октаэдры соединяются друг с другом гранями. Это возможно лишь для катионов с
высокой поляризацией, что характерно для катионов из середины больших
периодов периодической системы. Структуру типа NiAs можно рассматривать и с
точки зрения плотной гексагональной кладки, которую выполняют атомы Ni, а
атомы As при этом занимают 1/2 тригональных пустот.
При заселении 1/2 октаэдрических пустот мы приходим к слоистым структурам
типа CdI
2
(двухслойная гексагональная упаковка) и CdCl
2
(трехслойная кубическая
упаковка). Чередование заселенных слоев с незаселенными в ГПУ уничтожает все
горизонтальные плоскости симметрии и CdI
2
кристаллизуется в пространственной
группе D
3
3d
= P-3m1. В ГЦК перпендикулярно направлению расположения
плотнейших слоев (<111>) горизонтальных плоскостей симметрии нет, поэтому и в
соответствующих слоистых структурах типа CdCl
2
сохраняется пр. гр. D
5
3d
=R-3m
(ГЦК, рассматриваемая вдоль каждой из тройных осей, имеет симметрию D
5
3d
=R-
3m (Табл. 3).
Мотивы AX
3
и A
2
X
3
из октаэдров, очевидно, связаны друг с другом,
поскольку, если запоненные октаэдры дают мотив AX
3
, то незаселенные октаэдры
той же упаковки дают мотив A
2
X
3
, и наоборот. Основным мотивом для структур
составов A
2
X
3
- AX
3
по наибольшему числу представителей является корундовый.
Если заселены октаэдры, составяющие шестичленные кольца, то это будет
собственно корундовый мотив A
2
X
3
, характерный для самого корунда -Al
2
O
3
(Рис. 10 а). Если, наоборот, заселены только что бывшие пустыми центральные
октаэдры внутри теперь пустых шестиугольников, то перед нами карбонатный
мотив, характерный для двух модификаций CaCO
3
(Рис. 10 б). В СТ -Al
2
O
3
в
общей ГПУ каждый слой построен по корундовому мотиву, но наложены эти они
один на другой таким образом, что в возникающих колонках из октаэдров в каждой
также чередуются два незаселенных октаэдра с одним незаселенным. В структуре
FeTiO
3
(Рис. 10 в) заселенные шестиугольники из октаэдров разбиваются каждый
на пару треугольников: один с катионами Fe, другой с Ti.
Структура типа La
2
O
3
может быть получена из ГЦК, если в сплошной
упаковке мы будем поочередно оставять два слоя октаэдров заселенными, а третий
делать пустым. Само собой разумеется, что основным свойством этой структуры
будет совершенная спайность на перпендикулярному к оси 3-го порядка базису.
В основе строения структуры типа ReO
3
лежит дефектная кубическая
плотнейшая упаковка из атомов кислорода (заполнено 3/4 мест), в которой катионы
Re расположены в 1/4 октаэдрических пустот по антикорундовому закону, т. е.
занятый октаэдр окружен пустыми (если смотреть вдоль <111>).
                                         31
     Структурные типы NaCl и NiAs отличаются типами плотнейших упаковок
анионов (ГЦК в первом случае и ГПУ - во втором), все октаэдрические пустоты
которых заняты катионами (Табл. 2). В структуре NiAs вдоль гексагональной оси
октаэдры соединяются друг с другом гранями. Это возможно лишь для катионов с
высокой поляризацией, что характерно для катионов из середины больших
периодов периодической системы. Структуру типа NiAs можно рассматривать и с
точки зрения плотной гексагональной кладки, которую выполняют атомы Ni, а
атомы As при этом занимают 1/2 тригональных пустот.
     При заселении 1/2 октаэдрических пустот мы приходим к слоистым структурам
типа CdI2 (двухслойная гексагональная упаковка) и CdCl2 (трехслойная кубическая
упаковка). Чередование заселенных слоев с незаселенными в ГПУ уничтожает все
горизонтальные плоскости симметрии и CdI2 кристаллизуется в пространственной
группе D33d = P-3m1. В ГЦК перпендикулярно направлению расположения
плотнейших слоев (<111>) горизонтальных плоскостей симметрии нет, поэтому и в
соответствующих слоистых структурах типа CdCl2 сохраняется пр. гр. D53d=R-3m
(ГЦК, рассматриваемая вдоль каждой из тройных осей, имеет симметрию D 53d=R-
3m (Табл. 3).
     Мотивы AX3 и A2X3 из октаэдров, очевидно, связаны друг с другом,
поскольку, если запоненные октаэдры дают мотив AX3, то незаселенные октаэдры
той же упаковки дают мотив A2X3, и наоборот. Основным мотивом для структур
составов A2X3 - AX3 по наибольшему числу представителей является корундовый.
Если заселены октаэдры, составяющие шестичленные кольца, то это будет
собственно корундовый мотив A2X3, характерный для самого корунда -Al2O3
(Рис. 10 а). Если, наоборот, заселены только что бывшие пустыми центральные
октаэдры внутри теперь пустых шестиугольников, то перед нами карбонатный
мотив, характерный для двух модификаций CaCO3 (Рис. 10 б). В СТ -Al2O3 в
общей ГПУ каждый слой построен по корундовому мотиву, но наложены эти они
один на другой таким образом, что в возникающих колонках из октаэдров в каждой
также чередуются два незаселенных октаэдра с одним незаселенным. В структуре
FeTiO3 (Рис. 10 в) заселенные шестиугольники из октаэдров разбиваются каждый
на пару треугольников: один с катионами Fe, другой с Ti.
     Структура типа La2O3 может быть получена из ГЦК, если в сплошной
упаковке мы будем поочередно оставять два слоя октаэдров заселенными, а третий
делать пустым. Само собой разумеется, что основным свойством этой структуры
будет совершенная спайность на перпендикулярному к оси 3-го порядка базису.
     В основе строения структуры типа ReO3 лежит дефектная кубическая
плотнейшая упаковка из атомов кислорода (заполнено 3/4 мест), в которой катионы
Re расположены в 1/4 октаэдрических пустот по антикорундовому закону, т. е.
занятый октаэдр окружен пустыми (если смотреть вдоль <111>).