Кристаллохимические радиусы и координационные числа атомов . Сережкин В.Н - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

о природе химической связи. Даже в предположении сферической формы
распределения электронной плотности у изолированных атомов А и Х, об-
разование между ними сильной химической связи (например, ковалентной)
является результатом перекрывания внешних валентных орбиталей атомов,
которое можно рассматривать как их "взаимопроникновение" [2, с.87]. Так
как на основании кристаллоструктурных данных оценить величину этого
взаимопроникновения (или перекрывания орбиталей) затруднительно, то
даже наиболее простая и устоявшаяся система атомных радиусов (кова-
лентных или металлических) теряет физический смысл. Даже без привле-
чения дополнительных аргументов вышеизложенное свидетельствует об
условности описания атомов в кристалле как жестких шаров определенно-
го радиуса. Если же учесть, что распределение электронной плотности не-
которого атома в кристаллическом поле утрачивает сферическую форму,
то само понятие радиуса атома в структуре кристалла становится весьма
условным [2, с.82].
Поскольку понятие кристаллохимического радиуса атома теряет не-
посредственный физический смысл, то размеры атома в структуре кри-
сталла или многоатомной молекулы становится естественнее характеризо-
вать объемом некоторой области, включающей ядро атома и называемой
областью действия атома или атомным доменом. Известно несколько спо-
собов выбора атомного домена, из которых наиболее широко известен
подход, предложенный Бейдером [20]. В рамках его модели любой атом
задается объединением ядра-аттрактора с его бассейном в векторном поле
градиента электронной плотности ∇ρ(x,y,z). Важную роль в предложенном
подходе играет анализ топологии функции ρ(x,y,z), характеризующей рас-
пределение электронной плотности в пределах атомного домена. Как из-
вестно, электронная плотность является фундаментальной характеристи-
кой, которая экспериментально измеряется при определении структуры
кристаллов и молекул. Функция ρ(x,y,z) имеет конкретное значение в каж-
дой точке и представляет скалярное поле, вид которого обусловлен сила-
ми, действующими на электронную плотность со стороны ядер атомов,
входящих в состав вещества. Бейдер показал, что топологические свойства
этого поля в области каждого атома можно охарактеризовать с помощью
критических точек, то есть точек, в которых первые производные ρ(x,y,z)
равны нулю. Таким образом, критические точки определяют положения
максимумов, минимумов и седловых точек в распределении электронной
плотности. Свойства же векторного поля градиента электронной плотности
∇ρ(x,y,z) характеризуются в каждой точке пространства его направлением
и величиной, при этом совокупность точек с ∇ρ(x,y,z)=0 задает поверх-
ность нулевого потока, которая характеризует размер и форму атомного
домена в структуре вещества.
Согласно Бейдеру [20], критические точки различаются кривизной
функции ρ(x,y,z). Любая критическая точка численно характеризуется
22

Страницы