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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 174

Скачиваний: 1

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

как в двух-, так и в трехвалентном состоянии. Трехвалентное железо образует совершенные изоморфные смеси с трехвалент­ ными алюминием и хромом в оксидных системах и минералах.

Теоретически интересен гетеровалентный изоморфизм одно­ валентного лития и трехвалентного железа з высокотемператур­ ной кубической модификации Li2 Fe204 , обладающей структурой типа NaCl (см. гл. I I ) .

Fr

Ф р а н ц и й .

Кристаллохимия, диаграммы состояния и изоморфизм фран­ ция не изучены.

Ga

Г а л л и й :

г м е т = 1 , 3 2 А ;

r Q a 3 +=0,6 2

А;

Изоморфные эле­

диаграммыТип СОСТОЯНИЯ

ккал/гДХ,-атом

<

о -

менты И ИОНЫ

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

о

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

Группа

А

 

 

 

 

Ga—Al

Иэ

—

8

-

О а з + — А 1 3 +

— 15

— 22

Ga—In

 

Иэ

—

20

—

горб=1,30

A; x G a 3 +=23 5 ккал/г-атом

«я

Изоморфные смеси

Литература

 

 

о.

о

4AlAs—GaAs; AlSb—GaSb [74] Эндокриптно в Al-минера- [1И1

лах

19 GaAs— InAs; GaSb—InSb [74, 140]

<3,а з+_іпз+

—

20

—

31

—

—

—

Группа В

 

 

 

 

 

 

 

Ga—Ge

Иэ

—

8

— '

4

—

[74]

Ga3+—Ge2+

—

50

—

18

—.

—

—

Ga3+—Ge*+

— 30 — 17 —

—

•—

Ga—Sn

Нэ

—

6

—

12

—

[74]

Ga3 +—Sn2 +

— 65 — 50 —

—

•.•—

Gas+—Sn4 +

— 30 — 15 —

Касситерит

[162]

Ga—Zn

Нэ

•—

2

—

4

—

[74]

Ga3+—Zn2 +

—

30

—

19

—

Сфалериты

[162]

Ga—Cu

V

—

4

—

4

Сплавы Си—20 ат. % Са

[74]

Ga3 +—Cu2 +

—

0

—

16

—

Галлит, CuGaS2

[162]

Ga—Fe

?

—

5

 

7

—

—

Ga3 +—Fe3 +

—

0

—

19

—

Германит

[153]

Группа С

 

 

 

 

 

 

 

Ga—Hg

I

—

14

—

15

—

[74]

Ga3 +—Hg2 +

—

20

— 78

—

—

—

Ga—Pb

I

—

34

—

38

—

[74]

Ga3 +—Pb2+

—

60

—

94

- -

—

—

Ga—Tl

I

—

30

—

46

—

[74]

6 E . С. Макаров

 

 

 

 

 

 

161

Изоморфные эле­ менты и ионы

G a 3 + — Т 1 3 + Ga—V Ga»+—V3 + Ga*+—V2+ Ga»+—V*+

Тип диаграммы состояния

ДХ, ккал/г-атом

 

5

V

—.

—

5

—

70

40

Изоморфные смеси

s

X

с

 

О

 

<

 

<

С*

 

 

<

 

 

 

53

 

 

1

—

4

Сплавы V—51 ат. % Ga

 

20

—

—

—

42

—

—

1

—

—

Литература

[1801

—

—

Совершенный изоморфизм галлия с алюминием и индием проявляется в образовании непрерывных рядов твердых рас­ творов AlAs — GaAs, AlSb — GaSb, GaAs — InAs, CaSb — InSb. Этот факт указывает на то, что и в других классах соединений; и минералов галлий вступает в изоморфные отношения с ука­ занными элементами; пределы смесимости зависят от концен­ трации галлия.

Gd*

 

 

rueT=l,79

о

 

 

о

о

 

Г а д о л и н и й :

A;

r G d 3 + =

0,97 А; г о р б = 1 , 8 0 A;

XGd3+ =

 

 

 

=

166

ккал/г-атом

 

 

 

 

5:

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

Изоморфные

Тип

 

 

-?

 

 

 

Литерату­

элементы и

диаграммы

 

 

Изоморфные смеси

 

о•

 

ра

ионы

состояния

 

 

 

 

 

 

 

 

s

з:

о

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

<

<

<

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

Группа А

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gd—La

III

•—.

4

 

8

Сплавы Gd—La

[161]

Gd3 +—La3 +

—

20

—

17

—

Минералы TR

и Y

[162]

Gd—Се

I l l

—

1

—

3

Сплавы Gd—Се

[161].

Gd3 +—Ce3 +

—

6

—

14

—

Минералы TR и Y

[162].

Gd3 +—Ce*+

—

24

—

3

—

—

 

 

Gd—Pr

I l l

•—

2

—

3

Сплавы Gd—Pr

 

[161].

Gd3 +—Pr3 +

—

1

—

9

—

Минералы TR и Y

[162*

Gd—Nd

I l l

—

1

—

3

Сплавы Gd—Nd

[1611,

Gds+ _ Nd 3 +

—

1

—

7

—

Минералы TR и Y

[1621

Gd—Sm

I l l

—

1

—

3

Сплавы Gd—Sm

[161]

Gd3+—Sm3+

—

2

—

3

—

Минералы TR

и Y

[1621

Gd—Eu

I l l

—

13

—

3

Сплавы Gd—Eu

[1611

G d 3 + _ E u 3 +

—

2

—

1

—

Минералы TR

и Y

1162-1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Изоморфные

Тип

s

 

 

 

 

 

Литера­

 

 

 

 

Изоморфные смеси

 

элементы и

циаграммы

 

 

Я

о

 

тура

ионы

состояния

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

о.

 

 

 

 

 

<

<

 

о

 

 

 

 

 

<

<

 

 

 

Gd—Tb

I I I

 

1

 

3

Сплавы Gd—Tb

 

[161]

Gd3+—Tb3 + —

3

—

4

—

Минералы TR и Y

 

[162]

Gd—Но

I l l

—

2

-—

3

Сплавы Gd—Но

 

[161]

Gd 3 + — Ho 3 +

—

10

.—

7

—

Минералы TR и Y

 

[162]

Gd—Er

I l l

—

2

—.

3

Сплавы Gd—Er

 

[161]

Gd 3 + — Er 3 + —

8

—

9

—

Минералы TR и Y

 

[162]

Gd—Tm

I l l

—

3

—.

3

Сплавы Gd—Tm

 

[161]

Gd 3 + — Tm 3 + —

14

—

12

—

Минералы TR и Y

 

[162]

Gd—Yb

I l l

—

3

—

3

Сплавы Gd—Yb

 

[1611

Gd 3 + — Yb 3 + —

14

—

13

—

Минералы TR и Y

 

[1621

Gd—Lu

I l l

—

3

—

3

Сплавы Gd—Lu

 

[161]

Gd»+—Lu3+

—

13

—.

14

.—•

Минералы TR и Y

 

[162]

Gd—Y

I I I

—

11

—

3

Сплавы Cd—Y

 

[161]

G d 3 + _ Y 3 +

—

6

—

5

—

Минералы TR и Y

 

[162]

Gd—Na

I?

—

5

—

0

—

 

—

Gd3 +—Na+

—

46

—

0

—

Минералы TR и Y

 

[162]

Gd—U

I

—

13

—

3

—

 

[178]

<3d3 +—U4 +

—

14

—

0

—

Минералы TR и U

 

[162]

Gd—Th

I l l , IV?

—

0

—

0

Сплавы Gd—Th

 

[178]

G d 3 + _ T h * +

—

1

—

5

—

Минералы TR и Th

[162]

Gd—Ca

I

—

10

—

0

 

 

[74, 161

Gd3 +—Ca2+ —

30

—

2

—

CaF2—38 мол. %

GdF3

[149]

Gd—Sr

I?

—

20

—

11

—

 

—

Gd3 +—Sr2+

—

41

—

15

—

SrF2 —41 мол. % GdF3

[1491

Gd—Ba

I?

—

21

—

20

. —

 

—

Gd3 +—Ba*t —

51

—

38

—

BaF2 —43 мол. %

GdF3

[149]

Группа В

 

 

 

 

 

 

 

 

Gd—Zr

II?

 

13 .

16

—

 

—

Gd3 +—Zr*+ —

29

—

23

—

Gd 2 0 3 — Zr0 2

 

[146]

Группа С

 

 

 

 

 

 

 

 

Gd—Мп

I , II?

 

38

 

29

—

 

—

Gd 3 + — Mn 2 + —

14 — 21 —

—

 

—

Gd 3 + — Mn 3 + —

94 — 47 —

—

 

—

Gd3 +—MnH- —

139

—

62

—

—

 

—

Gd—Sc

?

—

10

—

12

—

 

—

Gd3 +—Sc3 +

 

24

 

20

 

Минералы TR и Y

[162]

* См. замечания к церию

6* 163

Ge

Г е р м а н и й : г м е т = 1 , 2 2

A; r G e 2 + = 0,73 А; л 0 е 4 - } - = 0,53 A; г о р б = 1,25 А;

y.G e 2+ = 185

ккал/г-атом; y„G e 4+ = 265 ккал/г-атом

Изоморфные элементы н

ионы

Группа А

Ge—Si

G e 2 + _ S\*+

Ge4 +—Si4 +

Ge—Sn

Ge2 +—Sn2 + Ge4+—Sn24-

G e 2 + _ sn 4 + Ge4 +—Sn4 +

Группа В

Тип диаграммы! состояния

I I I

—

—

I I

—

—

—

Q

 

 

 

 

 

 

Литература

<\J

 

S5

 

Изоморфные смеси

•Ч

 

 

 

 

 

1

о

 

 

 

 

a

 

a<

 

 

 

 

 

<

<

<

 

 

 

 

<

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

14

Сплавы

Ge—Si;

[74,

 

—

 

 

Mg2 Si—Mg2 Ge

140]

75

74

 

 

 

—

—

5

—

26

 

Ge02 —Si02 ; эндокриптно

[ I l l ,

 

 

 

 

с кремнием в силика­

146]

 

 

 

 

тах;

германат — сили­

 

—

 

—

 

катные

системы

[74,

15

16

Аргиродит

Ag8 (Sn, Ge) S6

 

 

 

 

 

 

 

111,

 

 

 

 

 

 

 

140]

15

 

28

 

GeTe—SnTe

—

95

 

43

 

 

 

 

—

80

—

28

 

 

 

 

—

0

34

—

Mg2 Ge—Mg2 Sn

[181]

Ge—Zn

I I

 

10

 

8

Sr(Ge, Zn)

 

[74,

Ge2+—Zn2+

—

 

—

 

—

 

 

182]

20

1

Сульфидные минералы

[162]

Ge4 +—Zri2+ —

60

—

40

—

—

 

—

Ge—Fe

V

—

3

—

12

Сплавы Fe—20 ат.

% Ge

[74]

 

 

 

 

 

 

Различные фазы

систе­

 

Ge4 +—Fe3 +

—

ЗО

—

21

—

мы (Fe—Ge)

 

[153,

Германит

 

Ge—As

—

—

 

—

 

 

 

162]

0

9

Сульфидные минералы

[162]

Ge4 +—As5 + —

35

—

15

—

Германит

 

[153]

Ge—Mn

—

 

7

 

12

—

 

 

Ge2 —Mn2 + —

5

—

10

—.

 

 

 

Ge2 +—Mn3 + —

75

—

11

—

МпТе—GeTe

 

[183]

Ge4 +—Mn2 + —

85

—

51

—

—.

 

.—

Ge4 +—Mn3 + —

5

— 25

—

—

 

Ge—Pb

II

—

44

—

44

—

 

[74]

Ge2+—Pb2 +

 

10

—

65

—

 

 

 

Ge4 +—Pb2 + —

90

126

—

 

 

 

Ge2 +—Pb4 + —

60

 

15

—

 

 

 

Ge4 +—Pb4 +

 

20

 

59

 

Mg2 Ge—ЗО мол. % Mg2 Pb

[184)

 

3

4

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

І

Є

 

 

 

 

 

Изоморфные

сз

 

 

 

 

СП

с к

 

 

 

 

 

элементы и

а

 

 

 

Изоморфные смеси

ft

й 3

 

 

 

 

& 1

 

 

 

 

 

Р

 

 

s

X

 

 

СЗ

 

5 5

 

К

 

 

 

 

о

<

<

<

<

 

 

 

H u

 

 

Группа С

 

 

 

 

 

 

 

Ge—In

II

ЗО

ЗО

11

24

-—.

Ц74]

Ge2+—In3 +

—

—

—

Халькогениды

—-

Ge4 +—In3 +

 

50

 

53

—.

.—

Ge—Ga

II

.—

8

—

4

 

[74]

Ge?+—Ga3+

 

50

—

18

—

Германит

[153]

Ge4 +—Ga3 +

 

ЗО

—

17

—

—

 

Ge—Al

I I

—

17

—

0

 

[74)

Ge 4 + — Al 3 +

 

45

.

4

 

—

.

Gea+—Al3 +

 

35

43

 

Ge—Sb

I I

—

18

—

16

_

[741

Ge2+—Sb3+

.—

5

 

4

 

 

.

Ge4 +—Sb3 +

75

 

44

.—

 

Ge 4 + _ Sb 5 +

 

ЗО

 

17

 

.

Ge—Au

I I

—

18

61

8

.—

[74]

Ge4 +—Au3 +

 

35

 

—

 

Gea+—Au3 +

 

45

—

16

 

 

—

Ge2+—Au+

 

25

88

 

 

Ge—Ті

TiGe

—

20

—

12

Р-(Ті—9 ат. % Ge)

[74]

Ge4 + —Ti4 +

 

15

 

28

 

 

 

Совершенная изоморфная смесимость для германия воз­ можна лишь с кремнием, как в элементарной системе Ge — Si„ так и в германидах-силицидах, германатах-силикатах и других классах соединений. Очевидно, и с серым оловом (структура типа алмаза) элементарный германий мог бы образовывать непрерывные твердые растворы, но из-за больших эксперимен­

тальных

трудностей система a-(Sn — Ge) не

изучена.

Однако

в ряде интерметаллических и халькогенидных

систем

германий

и олово

обладают

совершенным

изоморфизмом,

например

GeTe — SnTe, Mg2 Ge — Mg2 Sn и т. д.

 

 

 

 

Интересный случай

изоморфизма

германия

и цинка

найден

во «внутреннем твердом растворе» соединения Sr(Gei, Zni), изоэлектронном аналоге SrGa2 (структурный тип А1В2 ), где в положениях атомов галлия статистически размещены атомы германия и цинка [182]. Однако здесь возможен упорядочен­ ный вариант структуры типа Biln 2 , описанный в работе [185]. Упорядоченный вариант изоморфизма ионов германия и цинка найден в структуре германиевого аналога виллемита Zn2 Ge04 [186].

Смотрите также файлы