Файл: Макаров Е.С. Изоморфизм атомов в кристаллах.pdf

Скачать файл (15,91Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 184

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Глава III

ИЗОМОРФИЗМ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

В этой главе мы рассмотрим фактический материал по изоморфизму отдельных химических элементов на основе изложенных в предыдущей главе представлений. Изоморфизм элементов означает фактически изоморфизм атомов. Для изо морфной взаимозаместимости в кристаллах данной фазы атомы разных элементов должны быть химически взаимоиндифферент ными и не сильно отличаться по размерам. Природа межатом ных связей в кристаллах компонентов изоморфных смесей дол жна быть аналогичной.

Для всех химических элементов (в алфавитном порядке их международных символов) перечислим те элементы, которые могут в принципе образовывать с данным элементом изоморф ные смеси в тех или иных классах соединений и минералов, со гласно критерию химической индифферентности и фактору раз


мера	атомов.		Для	каждой	конкретной	пары	взаимозамещаю-
щихся	атомов		будут даны		примеры проявления			изоморфизма
в минералах,			искусственных		соединениях	и твердых растворах.
Из-за обширности фактического материала							по	изоморфизму
«два ли		удастся		охватить	все проявления		изоморфизма для
обычных		элементов. С другой стороны, для всех						искусственных

и радиоактивных элементов, благородных газов и некоторых неметаллов материал по изоморфизму весьма скуден или вовсе •отсутствует, так как диаграммы состояния их с другими эле

ментами еще не изучены, а	кристаллохимия не разработана. Со
временем эти недостающие	разделы	будут	восполнены.
Материал этой главы собран в		справочные таблицы, кото
рые могут служить для ориентировочной			оценки изоморфных

отношений отдельных элементов как в минералогии и геохимии, так и в неорганической химий, металловедении и других обла стях материаловедения.

В первом столбце таблиц приведен перечень элементов, к которым данный элемент химически индифферентен. Во втором •столбце таблиц указан тип индифферентности изоморфных эле ментов по диаграммам состояния их элементарных систем [74]. Обозначения: (I)—расслаивание, (Пэ)—эвтектика, ( I I п) — перитектика, (III)—непрерывные твердые растворы, (IV) —


широкие области у обоих компонентов,		(V) — широкие		области
у одного из компонентов. В столбце 3		приведены,	по	данным
работ [111, 112], разности электроотрицательностей			Ах	как	ори
ентировочная оценка химической	индифферентности в тех				слу
чаях, когда это известно. Различия	радиусов Аг для		металличе

ских (кристаллических в случае неметаллов), ионных и орби

тальных (по Слэйтеру) радиусов указаны	в	столбцах 4, 5, 6.
В столбце 7 указаны конкретные примеры	минералов		или твер
дых растворов, в которых изоморфизм данной		пары	элементов

установлен или предполагается по критерию химической индиф ферентности.

По степени изученности пары изоморфных элементов в пер вом столбце таблиц разбиты на три группы:

Группа А охватывает те пары элементов, изоморфизм кото рых хорошо изучен и доказан в минералогии и (или) в неорга нической химии и металловедении.

Группа В включает пары элементов, изоморфизм которых изучен недостаточно полно.

Группа С содержит те пары элементов, изоморфизм кото рых вероятен согласно критерию взаимной химической индиф ферентности, но не изучен.

Пределы растворимости в случае ограниченных твердых рас творов изоморфных элементов друг с другом, указанные в стол бце 7, относятся к максимальной растворимости в а-фазах при эвтектической температуре, согласно диаграмме состояния дан ной системы [74].

После каждой таблицы сделаны замечания, касающиеся наиболее характерных черт, и в особенности совершенного и широкого изоморфизма данного элемента в разных по типу свя зи классах кристаллических соединений или минералов: метал лах и их сплавах, интерметаллидах, ионных и гомеополярных соединениях.

2.ТАБЛИЦЫ ПАР ИЗОМОРФНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Ас

А к т и н и й : / - м е т = 2,03 А;	гАсз+	= 1,18 А; л о р б = 1,95 А;
X з + —	1»45	ккал/г-атом

Изоморфные элементы и ионы

Группа А

ммы га

- 1

I*R о

5 <->

ьX 8о

			Изоморфные системы	ев
			Изоморфные системы	>.
		-	-	си
		-	-	нса
		о	си	<и
<	о	V™.	<	3
<	о	<	<

—

П р о д о л ж е н и е т а б л . Ас

	3	1
	S	S
Изоморфные	я
элементы	£• к				--a
элементы	к				--a
и ионы	2 х			„
	Is	<	<	X	<
	Is	<	<	<	<
			s	і.X
Группа В	•—•	—
Ac—La	•—•	—	8		0
Ас 3 + — La 3 +	—	5	— 3		—
Ас—Се	—	—	12	—	5
А с 3 + — С е 3 +	— 15		— 10		—
Ас—Рг	—	•—	12	—	5
А с 3 + — Р г 3 +	— 20		— 11		—
Ас—Nd	—	—	12	—	5
Ас 3 + — Nd 3 +		22	—	13	—
Ас—Pm		—	—	—	5
А с 3 + — P m 3 +		23	— — —
Ас—Sm		—	13	—	5
А с 3 + — S m 3 +		23	— 18		—
Ас—Ей			0	—	5
А с 3 + — Е и 3 +		23	— 20		—
Ac—Gd		—	13	—	8
А с 3 + — G d 3 +		22		21
Ас—Tb		—	15	—	11
А с 3 + — T b 3 +		18	— 27		—
Ас—Dy		—	15	—	11
А с 3 + — D y 3 +		15	— 28		—
Ас—Но			15	—	11
А с 3 + — Н о 3 +		11	— 30		—
Ас—Ег		—	16	—	11
А с 3 + — Е г 3 +	— 13		— 32		—
Ас—Тш	—	—	16	—	11
А с 3 + — Т т 3 +		7	— 35		—
Ас—Yb		—	16	—	11
А с 3 + — Y b 3 +	—	7	— 37		—
Ac—Lu	—	—	16	—	11
А с 3 + — L u 3 +	— 8		— 39		—
Ac—Y	—	—	12	—	5
А с 3 + — Y 3 +	—	15	— 28		—
Ac—Ra	—	—	—	—	1 0
Ас3 +—Ra2+	—	27	—	21	—
Ac—Th	—	—	13	—	8
Ас3 +—Th*+	—	8	—	10	—
Ас—Ра	—	—	25	—	8
А с 3 + — Р а 3 +	— 18		— 5		—
Ас—U	—	—	33	—	11
Ас3 + —U*+	—	23	—	15	—

Группа С

	«
Изоморфные системы	a,
Изоморфные системы	>>
	ca
	<v
	H
	s
	—
	—
	—
	—
	—
	—

		[138]
		[139]
		—
Минералы U , Th и TR.		—
Изоструктурные соедине-		—
,	ния:	—
'	AcF3 —LaF3	—
	А с 2 0 3 — L a 2 0 3	—
	Ac2 S3 —Ce2 S3	—
	AcCl3 —UC13	—
	и т. п.	—

—

	—
	—
	—
	—
	—
	—
	—
	—
	—
	—
	—
	—
1	—
	—

По-видимому, все другие актиноидные элементы изоморфны с актинием.

Диаграммы состояния металлического актиния с другими элементами еще не изучены. Изовалентный изоморфизм трех валентного актиния с трехвалентными редкоземельными эле ментами и иттрием, находящимися в одной и той же подгруп-

123

пе Ilia периодической системы, весьма вероятен, и он подтвер ждается всеми кристаллохимическими данными, указывающими

на	изоструктурность актиниевых и	редкоземельных соединений
в	галогенидах, окислах, сульфидах	и многих других классах

соединений, включая интерметаллиды [138, 139]. Однако фазо вые диаграммы актиниевых систем еще не изучены экспери ментально.

Точно так же весьма вероятен изоморфизм актиния с ура ном, протактинием, торием и радием, что косвенно подтверж

дается	их	совместным		нахождением			в природных урановых и
ториевых		минералах.
Кроме того, все трансурановые элементы, по-видимому, изо
морфны	с	актинием,		по	крайней		мере	в	трехвалентном		со
стоянии.
	AG
С е р е б р о :			/•„„ =	1,44	A; rA+	= 1,26 А;		г.*+	=	0,89 А;
'орб =		1,60 A;	XAg+ =	'75	ккал/г-атом;		XAg+ =	"^0		ккал/г-атом
		2	3
		S	s								со
Изоморфные		S	s			о					со
Изоморфные		«J	3			о					о.
элементы		О, _	•у				Изоморфные системы				>,
элементы		" =		-	-		Изоморфные системы				са
и ионы		Я =				Ю					са
		ч о	їй			Ю					си
		t: cj	їй	s	о	Он					н
		PS	<	<	ОS	<О
Группа А
Ag—Au		III		0	—	18	Сплавы Ag—Au				[74,
Ag+—Au+		—	35	—	9	—	Аргауриты				111J
Ag+—Au+		—	35	—	9	—	Аргауриты		—		—
Ag2+—Au3 + —			20	.—	5	—			—		—
Ag—Pd		I l l	—	5	—	14	Сплавы Ag—Pd				[74,
Ag2+—Pd3+ —				—		—					111}
Ag2+—Pd3+ —			25	—	10	—	Аргауриты				—
A g - P t		ІІП,	—	4	—	18	Сплавы Ag—14 ат. % Pt				[74)
		IV		—		—					111J
Ag2+_Pt2+		—	35	—	10	—	Аргауриты				—
Ag—Cu		Пэ,		13	—	18	Сплавы Ag—14 ат. % Си				[74,
		IV		—		—					140]
Ag+—Cu+		—	5	—	31	—	AgZn—CuZn,				[1111
Ag2+—Cu2+		—	15	—	23	—	AgZn3 —CuZn3 ,
Ag+—Cu2+		—	60	—	43	—	Ag5 Zn8 —Cu5 Zn8
Ag2+ —Cu+		—	70	—	8	—	Ag2 Te—Cu2 Te				[1411
A g - L i			—		—		Тетраэдрит, пирсит и др.
A g - L i		V	—	9	—	10	Сплавы Ag—60 ат. % L i				[741
Ag+ — Li+		—	50	—	43	.—
Ag2+—Li+		—	125	—	31	—
Ag—Na		Пэ	—	ЗО	—	12	AgCl—NaCl;			Ag—галит	[1421
Ag+—Na+		—	55	—	30	—			.—		[111}
A g - H g		V	—	8	—	16	Сплавы Ag—37 ат. % Hg				[74]
Ag + - Hg2+		—	40	—	14	-—	Конгсбергит,			аргаурит	[111]

Смотрите также файлы

Мюллер Г. Специальные методы анализа стабильных изотопов.pdf

Книга наш лучший друг.docx

Студент группы згс1921.docx

Ооо транспортная компания Кит.docx

Функция Мышцы.docx

Файл: Макаров Е.С. Изоморфизм атомов в кристаллах.pdf

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно