Стехиометрические законы химии. Пшестанчик В.Р - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

14
только на месте удаленного атома останется незанятый узел – такие незаня -
тые атомами узлы в кристаллической решетке называются вакансиями
(рис.2,б ). Вообще, реальные кристаллы всегда весьма далеки от совершенст-
ва, в них всегда присутствуют в той или иной концентрации вакансии, ато-
мы в «чужих» узлах , атомы примеси и т. п .
Рис. 2. Образование вакансии в кристалле NaCl (условно показан один слой ): а – полно-
стью укомплектованная решетка; б – свободный узел Na (вакансия )
Но если из кристалла удален один атом натрия , то состав кристалла при
этом изменился ! Теперь на 1000 атомов хлора приходится только 999 атомов
натрия , т.е. формула кристалла будет Na
999
Cl
1000
или (разделив на 1000) –
Na
0,999
Cl. Последнюю форму записи надо понимать не так , что в кристалле
существуют какие- то «дробные» количества атомов (ведь атомы в химии
неделимы), а именно в том смысле, что на каждые 1000 атомов хлора прихо-
дится 999 атомов натрия . Мы можем удалить из кристалла еще один атом
натрия (Na
0,998
Cl), и еще (Na
0,997
Cl) и т.д. Подобные же рассуждения можно
провести и в отношении атомов хлора, приходя последовательно к форму-
лам NaCl
0,999
, NaCl
0,998
, NaCl
0,997
и т.д. Разумеется , беспредельно осуществ -
лять такую операцию не удастся . Рано или поздно кристалл разрушится . Но
принципиально важно то, что, в отличие от молекул , координационные
кристаллы могут устойчиво существовать в некотором интервале составов,
который называется областью гомогенности (областью однородности) кри-
сталла.
В разных веществах с координационной структурой в зависимости от
природы компонентов ширина области гомогенности может быть весьма
различной . Так , оксид титана (II) TiO существует в интервале составов
TiO
0,63-1,33
, т.е. на каждые 100 атомов титана в этом соединении может при-
ходиться от 63 до 133 атомов кислорода. Это пример соединения с весьма
широкой областью гомогенности. А , например , сульфид свинца PbS облада-
ет весьма узкой областью гомогенности PbS
0,9995-1,0005
, т.е. на каждые 10000
атомов свинца может приходиться от 9995 до 10005 атомов серы.
На оси состава вещества с немолекулярной структурой , в отличие от
молекул, изображаются не точкой , а некоторым отрезком, который графи-
чески и отражает область гомогенности: 
                                            14

тольк о нам есте удаленного атом аостанется незанятый узел – так иенез аня-
тые атом ам и узлы в к р исталлическ ой р еш етк е наз ываю тся ваканс ия м и
(р ис.2,б ). В ообщ е, р еальныек р исталлы всегдавесьм адалек иотсовер ш енст-
ва, в них всегдап р исутствую тв той илииной к онцентр ациивак ансии, ато-
м ы в «чуж их» узлах, атом ы п р им есиит.п .




Рис. 2. О бр аз ованиевак ансиив к р исталлеNaCl (условно п ок аз ан один слой): а – п олно-
        стью ук ом п лек тованная р еш етк а; б – свободный уз елNa (вак ансия)
       Н оеслииз к р исталлаудален один атом натр ия, тосостав к р исталлап р и
этом изм енился! Т еп ер ьна1000 атом ов хлор ап р иходится тольк о999 атом ов
натр ия, т.е. ф ор м ула к р исталла будет Na999 Cl1000 или (р аз делив на 1000) –
Na0,999 Cl. П оследню ю ф ор м у з ап иси надо п оним ать не так , что в к р исталле
сущ ествую т к ак ие-то «др обные» к оличества атом ов (ведь атом ы в хим ии
неделим ы), аим еннов том см ысле, чтонак аж дые1000 атом ов хлор ап р ихо-
дится 999 атом ов натр ия. М ы м ож ем удалить из к р исталла ещ е один атом
натр ия (Na0,998 Cl), иещ е(Na0,997Cl) ит.д. П одобныеж ер ассуж дения м ож но
п р овести и в отнош ении атом ов хлор а, п р иходя п оследовательно к ф ор м у-
лам NaCl0,999 , NaCl0,998, NaCl0,997 и т.д. Разум еется, бесп р едельно осущ еств-
лять так ую оп ер ацию не удастся. Рано илип оздно к р исталл р азр уш ится. Н о
п р инцип иально важ но то, что, в отличие от м олек ул, к оор динационные
к р исталлы м огут устойчиво сущ ествовать в нек отор ом инт е рвале составов,
к отор ый называется о б лас т ью го м о ге нно с т и(областью однор одности) к р и-
сталла.
       В р азных вещ ествах с к оор динационной стр ук тур ой в з ависим ости от
п р ир оды к ом п онентов ш ир ина области гом огенности м ож ет быть весьм а
р азличной. Т ак , ок сид титана (II) TiO сущ ествует в интер вале составов
TiO0,63-1,33 , т.е. нак аж дые100 атом ов титанав этом соединениим ож етп р и-
ходиться от 63 до 133 атом ов к ислор ода. Э то п р им ер соединения с весьм а
ш ир ок ой областью гом огенности. А , нап р им ер , сульф ид свинцаPbS облада-
ет весьм а узк ой областью гом огенностиPbS0,9995-1,0005, т.е. нак аж дые 10000
атом ов свинцам ож етп р иходиться от9995 до10005 атом ов сер ы.
       Н а оси состава вещ ества с нем олек уляр ной стр ук тур ой, в отличие от
м олек ул, из обр аж аю тся не точк ой, а нек отор ым о т ре зко м, к отор ый гр аф и-
ческ ииотр аж аетобластьгом огенности:

Страницы