Файл: Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 147

Скачиваний: 0

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

Таблица 4.2

Параметры структуры (в Â) элементов типа индия

Элемент

а

С

с/а

Элемент

а

С

da

Іп

4,592

4,946

1,077

Au,

Cu

3,99

3,71

0,93

у-Мп

3,78

3,52

0,93

Ni,

ß-Zn

2,745

3,19

1,16

Тип мышьяка, [Л7], R3m. Структура ромбоэдрическая (рис. 4Л1). К. ч. = 3 (AsAs3). Координационный многогранник — равносторон-

Рис. 4.11. Структуры мышьяка и висмута:

а—элементарная ячейка в форме ромбоэдра: б— гексаго­ нальная элементарная ячейка слоистая решетка).

ний треугольник; центральный атом находится над центром тре­ угольника или под ним; Z = 2. Решетка слоистая, характерна для

As, Ві и Sb (табл. 4.3).

Тип селена, [А8], Р3]2 и РЗг2. Тригональная сингония (рис.4.12).

1

2

и — 0,217;а = 4,35А,

Координаты атомов: «00, ü«-g,

0 « у , где

Таблица 4.3

Параметры структуры элементов типа мышьяка

Элемент

а, к

а

As

4,14

54° 7'

Bi

4,736

57° 14' 13"

Sb

4,4976

57° 6' 27"

Тип

графита,

[А9], Рбз/ т т с .

с — 4,95 Â;

к. ч. =

2; Z =

= 3. Структурный

мотив —

спиральные

цепи

атомов

Se—Se—Se ... , проходящие вдоль тройной оси симмет­ рии кристалла, причем каж­ дый атом в своем ближай­ шем окружении имеет два атома на расстоянии 2,36 А. Структуру типа селена име­ ет также теллур.

Гексагональная сингония

(рис. 4.13). Координаты атомов: 000, 00-^-, - |у м , у - |- у + ы.

Параметр и весьма мал (меньше 1/60с). К.ч. = 3 (СС3). Коорди-

6

Рис. 4.12. Структура селена:

я —расположение цепей в кристаллической ре­ шетке; б —расположение атомов в цепи; в —проек­ ция на (001).

б

6

Рис. 4.13. Структура графита:

а —плоская сетка

с плотнейшей упаков­

кой атомов (слой):

6 —расположение пло­

ских сеток в гексагональном графите (ABAB); в—структура ромбоэдрического графита (повторяется каждый четвертый слой АВСАВС).

Национный многогранник — равносторонний треугольник с цент­ ральным атомом несколько выше или ниже плоскости треуголь­

ника; Z — 4. Степень заполнения пространства 16,9%-

Графит

имеет слоистую структуру. Расстояния между атомами

в слое

1,42 А, что значительно меньше расстояния между слоями

(3,35А).

Это объясняет весьма совершенную спайность графита по пло­ скостям, параллельным осям. В гексагональной (рис. 4.13,6) структурной модификации графита слои размещены таким обра­ зом, что атомы третьего слоя находятся точно над атомами пер­ вого на расстоянии, равном с. Каждый второй слой с/2 сдвинут таким образом, что половина атомов этого слоя находится либо над атомами первого слоя, либо под атомами третьего слоя на общих вертикалях, а остальные атомы — над цент­ рами соседних шестиугольни­ ков и под ними.

Несколько иную, но похо­ жую структуру имеет ромбо­ эдрическая модификация * гра­ фита (рис. 4.13, в). Строение слоев такое же, как и в гекса­ гональной модификации, толь-

 

0 1

г

3

О

 

5 А 4

 

1 „ I____I___ I____L___ I

Рис. 4.14. Структура ртути.

Рис. 4.15. Структура галлия.

ко над первым слоем находится

четвертый.

В

природе наиболее

распространена гексагональная модификация; в ромбоэдрической модификации встречается около 14% графита.

Рентгенографические исследования так называемого аморфного

угля показали, что он является конгломератом очень мелких кри­

сталликов графита. Например, в саже, осажденной на стекле ке­

росиновой лампы, кристаллы графита имеют толщину около 10 А,

а диаметр 40—50 А. Кроме мелких кристалликов гексагонального

и ромбоэдрического графита, присутствует

и аморфный углерод,

а также формы, близкие к гексагональной

и ромбоэдрической мо­

дификациям, но с иным чередованием слоев.

Тип ртути, [А10], RSm. Структура ромбоэдрическая (рис. 4.14). Координаты атомов 000— атомы находятся только в вершинах ромбоэдрической элементарной ячейки. К. ч. 6 (HgHg6). Коор­ динационный многогранник — ромбоэдр; Z = 1,

* Имеется в виду наличие в графите, как и в других слоистых структурах, нескольких политипных модификаций — см, стр. 240. {Прим, ред.)

90

Тип галлия, [А 11], Стса. Структура ромбическая, псевдотетра­ гональная (рис. 4.15). К. ч. = 7 [1 (2,45 А)+ 2 (2,70 А)+ 2 (2,73 А) + + 2(2,79А)]. Эта структура, как и структуры а-Мп и ß-Mn, весь­ ма сложна. Атомы находятся здесь в общи,х позициях.

Тип а-марганца, [А 12],

/43т. Кубическая структура, содержа­

щая 58 атомов (Z = 58).

Ее можно рассматривать как систему

Рис. 4.16.

Структура а-марганца.

Рис. 4.17. Структура ß-марганца.

объемноцентрированных кубических

решеток, подобных струк­

туре a-W, вставленных одна

в другую

(рис. 4.16). Коэффициент

заполнения

пространства

 

 

 

54,8%.

 

 

 

 

 

 

 

В структуре a-Mn суще­

 

 

 

ствует

четыре

типа

атомов

 

 

 

Мп, отличающихся по коор­

 

 

 

динации и размерам, что

 

 

 

позволяет предположить на

 

 

 

личие

различных

степеней

 

 

 

окисления.

 

 

[А13],

 

 

 

Тип

ß-марганца,

 

 

 

Р4іЗ. Кубическая структура

 

 

 

(рис. 4.17). Z = 20. Коэффи­

Рис. 4.18.

Молекулярная структура иода.

циент заполнения

простран­

 

 

 

ства 67,6%. Существуют два вида атомов марганца с разной ко­ ординацией (Мпі и Мпц).

Тип иода, [А 14], Сета. Ромбическая структура (рис. 4.18), со­ держащая молекулы К, центры тяжести которых находятся в вер­ шинах и центрах граней ромбической элементарной ячейки

(ООО, + + 0С) - Z = 8. Такую структуру имеет Вг2 при темпера­

туре ниже —7,3°С,

91

OVj;

0 1 2 3 b SA

• Wjc

 

Рис. 4.19. Структура ß-вольфрама:

d —координация атомов вольфрама*» б —элементарная ячейка.

Рис. 4.20. Структура ромбической

Рис. 4.21. Структура черного

серы;

фосфора.

а —элементарная ячейка; 6 —восьмичлен­ ное кольцо.

Тип

 

ß-вольфрама,

 

И 15],

РтЪп.

Кубическая структура

(рис.

4.19);

 

<2= 5,04 Â;

Z — 8.

Координаты

атомов: W) — 000,

1 1

1

 

W„

 

■0 ——

o i l

 

А-0 А

1 0 1

— —0

2 2 2

 

 

 

 

 

 

4 2 ’

 

4 2

 

 

2 4

4 2 ’ 4 2 U-

В

структуре

различаются

два

 

 

 

сорта

атомов

(\Ѵі и Wh) с раз­

 

 

 

личной координацией. Атом Wi

 

 

 

окружен

12

 

атомами

Wn, атом

 

 

 

Wii находится в следующей коор­

 

 

 

динации:

2Wii + 4Wi -f- 8Wii.

 

 

 

 

Тип ромбической серы,

[А 16],

 

 

 

Fddd.

В

структуре

ромбической

 

 

 

серы имеются восьмиатомные мо­

 

 

 

лекулы S8 в форме замкнутых ко­

 

 

 

лец (рис. 4.20); Z=128; к. ч. =16.

 

 

 

Расстояние

между

ближайшими

 

 

 

атомами

двух соседних молекул

 

 

 

(3,27 Â)

гораздо

больше,

чем

Рис.

4.22. Молекулярная структура

расстояние

между

атомами

в

 

 

хлора.

кольце

(2,11 Â). Плоскости колец

 

 

 

параллельны оси с. В элементарной ячейке молекулы располо­ жены слоями (четыре слоя); в противолежащих слоях молекулы

Рис. 4.23. Структура поло­

Рис. 4.24. Структура урана (шесть

ния.

элементарных ячеек).

расположены по-разному. Плоскости колец соседних слоев пере­ секаются. Существует моноклинная модификация серы, где в

отличие от ромбической серы имеются цепи из атомов серы, вы­ тянутые в направлении оси Y.

93

Смотрите также файлы