Кристаллохимические радиусы и координационные числа атомов . Сережкин В.Н - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

надмолекулярном) уровне организации структуры кристаллических ве-
ществ.
7. Основные модели структуры кристаллов
В рамках классической кристаллохимии проблема: “Какие именно
атомы Х связаны с рассматриваемым атомом А (т.е. входят в его первую
координационную сферу) в структуре конкретного кристалла?” - решается
на основе анализа межатомных (межъядерных) расстояний, т.е. длин от-
резков r(А-Х) (в структуре простых веществ Х=А). Все атомы (А, Х и др.),
содержащиеся в составе кристаллического вещества, рассматриваются как
жесткие сферы определенного радиуса (соответственно r
A
, r
X
и др.). Если
экспериментальное значение
r(А-Х) = r
A
+ r
X
, (6)
то соответствующая пара атомов считается химически связанной. При ука-
занном подходе структура кристалла по существу рассматривается как
трехмерная периодическая упаковка бесконечного множества шаров, при-
чем атомам каждого химического (или кристаллографического) сорта от-
вечают шары некоторого радиуса. Соотношение шаров разного радиуса
определяется химическим и стехиометрическим составом вещества. Значе-
ние КЧ некоторого атома А равно числу соседних шаров, контактирующих
с шаром, соответствующим атому А. Именно указанный классический ме-
тод определения КЧ атомов в структуре кристаллов, опирающийся на ана-
лиз легко рассчитываемых данных по межъядерным расстояниям (если из-
вестны симметрия кристалла, размеры элементарной ячейки и координаты
базисных атомов), в настоящее время получил максимальное распростра-
нение. Поскольку этому методу присущ ряд недостатков, то кратко оста-
новимся на некоторых из них.
В общем случае парное межатомное взаимодействие в структуре
кристалла описывается в терминах сильной (ковалентной, ионной, ме-
таллической) или слабой (ван-дер-ваальсовой) химической связи. Поэтому,
как видно из вышеизложенного, для атомов одного и того же элемента
имеется не одно, а несколько значений кристаллохимических радиусов, от-
вечающих разным типам связи. Причем даже при определенном типе хи-
мической связи некоторый атом может быть охарактеризован несколькими
значениями радиусов, которые зависят от целого ряда параметров, в том
числе: а) самой искомой величины - КЧ (в частности, системы ионных и
металлических радиусов); б) степени окисления и спинового состояния
атома (ионные радиусы) или в) порядка или кратности связи (системы ко-
валентных и металлических радиусов).
Для конкретной пары атомов А и Х с ковалентной или ионно-
ковалентной связью между ними межатомные расстояния r(А-Х) в общем
случае могут изменяться в очень широком диапазоне. Например, расстоя-
17

Страницы