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: 173

Скачиваний: 1

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

Ограниченный		изоморфизм		германия	с Zn,	Ga, Fe, In,		As,
Pb и Мп имеет	большое минералого-геохимическое						значение,	но
недостаточно детально			изучен.
Н
В о д о р о д : г к р и с т	=	0,36	А; г н + =	0,00 А; г н —	-= 1,53	А°;	л о р б = 0 , 2 5	А;
			1 = 315	ккал/г-атом

Изоморфные элементы и

ИОНЫ

Н— F

Н- — F -

Тип диаграммы СОСТОЯНИЯ

Соед.

—

3
s	5?		С '
	5?			Изоморфные смесн
а	6			Изоморфные смесн
а		X	О
*		X	О
	о,	О	а.
<	<	<	<
	77		100
	—	12	— L1F—60 мол. % L i H

Литература

[176]

Исчезающе малый размер положительного иона водорода — протона — исключает его изоморфизм «атом за атом» с другими катионами. Внедряясь в нейтральные молекулы, например мо лекулы воды, протон передает им свой заряд и сообщает свой ства комплексного катиона, например Н + + Н г О - > Н 3 0 + . Ион гидрония Н 3 0 + широко котируется в минералогии и неоргани ческой химии как изоморфный заместитель крупных катионов


щелочных	элементов, например		калия	в	фармакосидерите
(К, H 3 0 ) { F e 4 [ A s 0 4 ] 3 ( O H ) 4 } - 6 Н 2 0			[111],	где	предполагается
совершенный изоморфизм		К + ^ С Н з О ^ .		Однако		структурный
механизм	этого замещения	экспериментально			еще не изучен.
Твердые растворы внедрения водорода в структуру пере
ходных металлов, например		водорода в палладии,				не относятся
к изоморфным смесям, они являются соединениями						переменного
состава. Природа связи в них недостаточно				ясна.

Единственным хорошо изученным к настоящему времени случаем «чистого» изоморфизма водорода с другими элементами является изоморфизм отрицательных ионов водорода и анионов фтора в твердых растворах фторид-гидридов лития (см. таб лицу). Замечания к этому случаю сделаны выше в коммента риях к фтору.

Гидроксильные замещения будут рассмотрены ниже в заме чаниях к кислороду.

Н е

оо

Г е л и й : г„рист = 1,22 А; г о р б = 0 , 2 9 А.

В отношении гелия справедливы замечания, сделанные для аргона.

	Г а ф н и й :			г м е т =	1,58 А;	r H f 4 +	= 0,78 А;		г 0 р	б = 1,55	А;
					^ Н { 4 + =	180	ккал/г-атом
		3		1
		a		s
Изоморфные		a		s								«
Изоморфные		я		a<u								«
элементы и		™rc к=:		*t				Изоморфные смеси				>>
элементы и		™rc к=:		*t	-	-	-	Изоморфные смеси				с
ионы		«Я					-					га
		^ о										<и
		с	н		a>	о						£
	\|		ё	<	<	v.	<					£
	Н 5			<	<	<	<
Группа	А
Hf—Zr		III		—	0	_1	0	Сплавы Zr—Hf				[74}
H f 4 + — Z r 4 +		—		15	—	_1	—	Цирконы и др.; Zr-мине-				[111,
								ралы: Zr0 2 — Hf0 2				146,
				—								162}
Hf—Ті		I l l		—	8	3	11	Сплавы Ті—Hf				[74]
H f 4 + — T i 3 +		— 35			—	3	—			—
H f 4 + — T i 4 +		—		70	—	15	—	Вместе с Zr в Ті-мине-				[1621
Hf—Nb		I l l			10		7	ралах				[74]
Hf—Nb		I l l			10		7	Сплавы Nb—Hf				[74]
Hf 4 + — Nb 4 +		—		40	—	5	—	Сплавы Nb—Hf				[162J
Hf 4 + — Nb 4 +		—		40	—	5	—	Танталониобаты				[162J
Hf4 +—Ш°+		—		50	—	13	—			—
Hf—Та		I l l		—	8	—	7	Сплавы Та—Hf				[74]
Hf 4 + — Ta 5 +		—		30	—	15	—	Танталониобаты				[1621
Группа В				—
Hf—и		I l l		—	3		13	Сплавы		Hf—U		[178,
H f 4 + — u 4 +		—		0	—	25	—	Вместе с		Zr в U-минера-		187]
H f 4 + — u 4 +		—		0	—	25	—	Вместе с		Zr в U-минера-		[11U
								лах. Цирконы и др.				162]
				—		—		минералы Zr				—
Hf—Sc		—		—	3	—	3			—		—
Hfi+—Sc3 +		—		10	—	4	—	Тортвейтит				[111J
Группа С
Hf—Th		III?			13		16			—		—
Hf 4 + — Th 4 +		—		15	—	31	—	Минералы Zr, U ,			Th	[111,
												1621
Hf—Y		—		•>	15	—	19			—		—
H f 4 + — Y 3 +		— 20			— 18		—			—		—
Hf—Ca		—			25	—	16			—		—
Hf4 +—Ca2+		—		45	—	27	—			—		—
В	изученных			до	настоящего		времени		металлических			систе
мах	гафний		образует непрерывные					ряды	твердых		растворов с

Zr, Ті, Nb, Та, U, Th. С этими же элементами, и в первую оче редь со своим кристаллохимическим близнецом и минералоги ческим «покровителем» — цирконием, — гафний вступает в изо

морфные отношения		в окислах и силикатах как в	природных
минералах, так	и в	искусственных неорганических	системах.
Изоморфизм	гафния со скандием, иттрием, редкоземельны
ми элементами,	кальцием и другими щелочноземельными эле
ментами изучен	недостаточно.

Р т у т ь : r M e T = = l , 5 0 A; / - H g 2 + = l , 1 0 А; г о р б = 1 , 5 0 A; XHg 2 + = 215 ккал/г-атом

Изоморфные	s
элементы	ЇЙ *
и ионы	H	X

ag g £

Группа А

-атом		«
/г	Изоморфные смеси	о.

к		>1
	VD	о.
<s		и
	<О	к

H g - Z n	II Э		—	12	—	11	—		[74]
Hg2+—Zn2 +			10		49		Сульфиды, селениды:		[111,
							ZnS—HgS; ZnSe—HgSe;		140,
							ZnTe—HgTe		188]
H g - C d	IV		—	14	—	3	Сплавы Hg—Cd		[74]
Hg 2 + — Cd 2 +	•—		20	—	13	—	CdTe—HgTe; CdS—HgS;		[140,
							CdSe—HgSe		188]
H g - I n	II	?	—	5	.—	3	—		[74]
Hg2+—ІП3 +	—		0	•—	36	—	HgTe—InAs		[188]
							HgSe—51 мол. °o In2 Se3 ;
Группа В							HgTe—52 мол. % In2 Te3
Группа В									[74]
H g - F e	I	?	—	19	—	7	—		[74]
Hg2+_Fe2+	—		—	—	50	—	Блеклая руда
H g - C u	I , II?		•—	18	—	11	—		[74]
Hg2+ _ Cu 2 +	—		20	—	53	—	Колорадоит, блеклая		[111,
							руда		153]
H g - A s	V		—	4	—	7	Сплавы Ag—37 ат. 96 Hg		[74,
Hg 2 + — As 3 +			35		24		кондебергит		153]
Hg 2 + — As 3 +	—		35	—	24	—	—		—
Hg—Au	V		•—	4	—	11	Сплавы Au—20 ат. %	Hg	[74]
H g 2 + — A u 2 +	—		15	—	30	—	—		[74]
Hg—Pb	I I ,	V	—	17	—	20	Сплавы Pb—23 ат. %	Hg	[74]
Hg 2 + — Pb 2 +	—		50	—	9	—	—		[153]
Группа С
H g - T i	V ?		—	14	—	27	Сплавы р-Т1—		[74]
H g 2 + — T i +			75		34		20 ат. 96 Hg
H g 2 + — T i +	—		75	—	34	—	—		—
Hg—Ga	I		—	14	—	15	—		[74]
Hg2 +—Ga3 +	—		20	. —	78	—	—
H g - B i	I I	э	—	3	—	7	—		[74]
H g 2 + — B i 3 +	—		20	—	15	—	—		—
Hgs+—Bi*+	—		45	—	49	—	—		—

Ртуть не имеет изоструктурных аналогов среди химических элементов и, следовательно, не обладает совершенным изо морфизмом ни с одним из элементов в металлических системах.

Совершенный изоморфизм атомов ртути с Cd, Zn и In про является в непрерывных рядах твердых растворов ковалентных халькогенидных соединений, примеры которых приведены в таблице.

Широким	изоморфизмом	ртуть обладает	с Pb, ТІ,	Ag, Au,
Си и Fe как	в сплавах, так	и в минералах	(блеклая	руда).

і 68

Но5

Г о л ь м и й :		л м е т =	1,76 А; гНоз+		= 0,91 А; / - о р б =		1,75		А;
			%иоз+	= 156	ккал/г-атом
Изоморфные						Изоморфные смеси
элементы						Изоморфные смеси
и ионы			н	х	Ю
			си	х
				о	о
			<	X	о
				X

Группа А		.
Но—La	III	.	6		11	Сплавы Но—La					[161]
Н о 3 + — L a 3 + —		9	—	28	—	Минералы TR и Y					[162]
Но—Се	111	—	3	—.	6	Сплавы Но— Се					[161]
Но 3 + — Се 3 + —		4	—	18	—	Минералы TR и Y					[162]
Но3 +—Се*+ —		34	—	3	—		—				—
Но—Рг	III	—	3	.—.	6	Сплавы Но—Рг					[161]
Н о 3 + — Р г 3 +	—	9	—	17	—	Минералы TR и Y					[162]
Но—Nd	I I I	.—.	3	—	6	Сплавы Но—Nd					[161]
Н о 3 + — N d 3 + —		11	—	14	—	Минералы TR и Y					[162]
Но—Sm	I I I	—	2	—	6	Сплавы Но—Sm					[161]
Н о 3 + — S m 3 + —		12	—	8	—	Минералы TR		и Y			[162]
Но—Eu	I I I	—	15	—	6	Сплавы Но—Ей					[1611
Н о 3 + — E u 3 +	—	12	—	10	—	Минералы TR и Y					[1621
Но—Gd	III	—	2	—	3	Сплавы Но—Gd					[1611
Н о 3 + — G d 3 + —		10	—	7	—	Минералы TR		и Y			[162]
Но—Tb	III	—	1	—	0	Сплавы Но—Tb					[1611
Н о 3 + — T b 3 + —		7	—	2	—-	Минералы TR		и Y			[162].
Но—Dy	III	—	1	.—	0	Сплавы Но—Dy					[1611
Н о 3 + — D y 3 + —		4	—	1	—	Минералы TR		и Y			[162]
Но—Ег	I I I	—	1	.—	0	Сплавы Но—Ег					[1611
Н о 3 + — Е г 3 + —		2	—	2	—	Минералы TR		и Y			[162]
Н о - Т т	I I I	.—	1	—.	0	Сплавы Н о — Т т					[1611
Н о 3 + — Т т 3 +	—	14	—	5	—.	Минералы TR		и Y			[162]
Но—Yb	I I I	—	2	—	0	Сплавы Но—Yb					[161]
К о 3 + — Y b 3 +	—	4	—	6	—	Минералы TR		и Y			[1621
Но—Lu	I I I	—	1	—	0	Сплавы Но—Lu					[1611
Н о 3 + — L u 3 +	—	3	—	7	—	Минералы TR		и Y			[162]
Но—Y	I I I	—	3	—	6	Сплавы Но—Y					[1611
Н о 3 + — Y 3 +	—	4	—	1	—	Минералы TR		и Y			[162]
Но—Na	—	—	7	—	3		—				—
Но 3 + — Na+ — 38			—	7	—		—				—
Но—U	I	—	15	—	0		—				[178]
Н о 3 + — U 4 +	—	34	—	7	—	Минералы TR		и U			[162]
Но—Th	I I I ,	—	2	—	3						[161]
	IV?		—		—
Н о 3 + — T h 4 +	—	14	—	12	—	Минералы TR		и Th			[162]
Но—Са	I	—	12		3		—•				—
Н о 3 + — С а 2 +	.—	20	—	9	—	CaF2 —38	мол. %			HoF3	[149]
Но—Sr	I?	—	22		14		—				—
Н о 3 + — S r 2 +	—	31	—	25	—	SrF2 — 41	мол.		%	HoF3	[149]
Но—Ва	I?	—	25	—.	23		—				—
Н о 3 + — В а 2 +		41		47		BaF2 — 42 мол.			96 HoF3		[149]

	Типдигаграммьі СОСТОЯ]пня
Изоморфные
элементы
и ноны
Группа	В
Но—Zr	II?
Н о ^ — Z r * + —
Группа	С
Но—Мп	I , II?

Но 3 + — М П 2+ — Но 3 + — Мп 3 + —

Но—Sc

Н о 3 + — S c 3 + —

<у		5?	о*	Изоморфные смеси
Й	Н	о	to
	Н	о	to
	о	v.-	<1
		<
—	11		13
44	—	15	— НозОз—Zr03
	35		25	—
14	—	14	—	—
104		38	—	—
—	9	—	9	—
44	—	12	—	Минералы TR и Y