Файл: Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 156

Скачиваний: 0

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

Тип a-кварца (устойчив при температуре ниже 573 °С) S1O2, [С8], Р3і2, Р322. Тригональная структура (рис. 4.41). Координаты ато­

мов: Si — «00, йй 0« J- (где и = 0,465); О — xyz\ у — х, х, -3 + г;

Рис. 4.40. Структура ß-кварца (гексагонального):

 

а —элементарная ячейка; б —проекция на (0 0 1 ).

 

2

 

у,

2

— z;

_

1

х =

У, X— г /,- д + 2; х — у,

г; у, х, у

х, у — x , - j — z (где

= 0,417,

у = 0,278,

2 =

0,111). К.

ч. =

4/2

(Si04— правильный

тетраэдр,

OSi2— линейная координация). Z — 3.

 

Рис. 4.41. Структура а-кварца (тригонального):

а —элементарная ячейка; б —проекция на (0 0 0 1 ).

Так же как и в случае гексагонального ß-кварца, тетраэдры Si04 имеют общие атомы кислорода в вершинах и образуют крем­ некислородный каркас.

Центры тетраэдров (Si4+) расположены в структуре на трех уровнях вследствие действия винтовых осей третьего порядка

1 1 0

(рис. 4.41,6). Различие между структурами а- и ß-кварца осно­ вано на незначительном смещении атомов кремния в плоскостях, перпендикулярных вертикальной оси (рис. 4.42).

Рис. 4.42. Сравнение структур ті-кварца (а) и ß-кварца (б).

Тип ß-кристобалита (устойчив при 1470—1720 °С) SiCb, [С9], Fd3m. Кубическая структура (рис. 4.43). Атомы Si расположены в

а

Рис. 4.43. Структура ß-кристобалита:

а — элементарная

ячейка;

б—полиэдрический

аспект

структуры; тетраэдры SIO4

соединены атомами

кисло­

рода, находящимися в вер­ шинах; в —проекция на (0 0 1 ).

пространстве так же, как и атомы С в алмазе или атомы Zn и S в цинковой обманке. На половине расстояния Si—Si находятся ато­ мы О. К-ч. = 4/2 (Si04— тетраэдр, OSi2— линейная координация).

Структуру

того же

типа

имеет полиморфная модификация

льда

а-Н20, где

каждый

атом

О окружен по тетраэдру четырьмя

ато­

мами Н (см. рис 5.20,6).

Тип ß-тридимита (устойчив при 870—-1470 °С) Si02, [СЮ], Р6/ттс. Гексагональная структура (рис. 4.44). Атомы Si находятся в таком

Рис. 4.44.' Структура ß-триди­

Рис. 4.45. Структура кар­

мита.

бида кальция (СаС2).

же положении, как атомы Zn и S в структуре вюртцита. Атомы О расположены на середине расстояния Si—Si. К. ч. = 4/2 (Si04— тетраэдр, OSi2— линейная координация). Структура ß-тридимита

Рис. 4.46. Структура марказита (FeS2).

А— элементарная ячейка; б — проекция на плоскость XY.

отличается от структуры ß-кристобалита в такой же степени, как вюртцит от цинковой обманки.

Структура [СЮ] характерна для одной из полиморфных моди­ фикаций льда ß-H20 (см. рис. 5.20,а).

Тип карбида кальция СаС2, [СП], 14/птт. Тетрагональная структура (рис. 4.45). Атомы кальция занимают вершины и центр

112

Таблица 4.10

Параметры структуры , в Â) соединений типа СаС2

Соединение

а

С

с/а

Соединение

а

С

da

ВаС2

4,40

7,04

1,60

к о 2

5,71

6,74

1,18

В а02

5,35

6,79

1,27

LaCo

3,93

6,56

1,67

СаС2

3,88

6,48

1,67

Rb02

6,01

7,03

1,17

Са02

5,02

5,612

1,118

SrC2

4,12

6,72

1,63

СеС2

3,88

6,48

1,67

Sr02

5,03

6,59

1,31

элементарной ячейки, а два атома углерода находятся на середи­ нах оснований и в центрах вертикальных ребер. Каждый атом Са окружен шестью группами С2; каж­ дая группа Сг, в свою очередь, ок­ ружена шестью атомами Са.

Эта структура характерна для

ряда соединений (табл. 4.10).

 

 

Тип марказита FeS2, [С18], Рппт.

 

Марказит

FeS2 (рис.

4.46) — это

 

вторая

полиморфная

модифика­

 

ция дисульфида железа

(сравн. с

 

рис. 4.35). Кристаллизуется в ром­

 

бической сингонии. В марказите,

 

как и в структуре пирита, имеются

 

пары атомов серы (S2), лежащих в

 

плоскостях

симметрии

т

(на

 

рис. 4.46 поперечные плоскости).

 

Атомы S занимают середины четы­

 

рех ребер ячейки и центрируют две

 

пары граней, а атомы Fe находятся

 

в вершинах и центре элементарной

 

ячейки. Z — 2.

 

 

 

К этому структурному типу от­

 

носятся

некоторые

соединения

 

(табл. 4.11).

 

 

 

_ Тип хлорида кадмия CdCl2, [С19],

 

R3т.

Ромбоэдрическая

структура

 

(рис. 4.47). Координаты атомов:

 

Cd—0000; Cl—XXX, х х х (где х = 0,25).

 

Каждый Cd2+ окружен шестью С1~,

 

а каждый С1_ — тремя Cd2+ (анало­

Рис. 4.47. Структура хлорида

гично структуре Cdl2). Z = 1.

 

кадмия (CdCl2).

Структуру можно рассматривать как несколько деформированную плотнейшую кубическую упа­

ковку ионов хлора, в которой каждый С1_ окружают шесть ионов, находящихся на расстоянии 3,99 А, и шесть ионов из соседних

ИЗ

слоев, расположенных на чуть меньшем расстоянии — 3,68 Â. Кадмий занимает половину октаэдрических пустот, причем один слой заполнен полностью, а другой — пустует.

Таблица 4.11

Параметры структуры (в Â) соединений типа марказита

Соединение

а

b

С

Соединение

а

ъ

С

FeAs2

2,856

5,26

5,93

FeSb2

3,20

5.83

6,53

FeP2

2,735

. 4,99

5,67

FeSe2

3,59

4,80

5.73

FeS2

3,39

4,45

5,42

 

 

 

 

Существуют такие же тройные слои, как и в структуре иодида кадмия (см. рис. 4.38). Однако в последней атомы иода образуют плотнейшую гексагональную упаковку (симметрично повторяется каждая третья сетка). В этом существенное различие структур. Такая структура характерна для ряда соединений (табл. 4.12).

Таблица 4.12

Параметры структуры соединений типа CdCl2

Соединение

а, Â

а

Соединение

a t Ä

а

CdCl2

6,24

36° 2'

NiBr2

6,47

33° 20'

СоС12

6,17

33° 16'

NiCl2

6,14

33° 36'

FeCl2

6,21

33° 33'

Nil*

6,93

32° 40'

MgCl2

6,23

33° 36'

ZnCl2

6,32

34° 48'

MnCl2

6,21

34° 55'

 

 

 

СТРУКТУРЫ СОЕДИНЕНИЙ ТИПА АВ3

Тип хлорида хрома СгС13, [ТНК], Р3\2. Структура типично слои­ стая (рис. 4.48). Так же как и в структуре CdCl2 [С19], атомы хлора образуют несколько деформированную плотнейшую куби­ ческую упаковку (повторяется каждый четвертый слой). Часть октаэдрических пустот занята ионами хрома: один слой пустой, а в соседних слоях 7/8 всех позиций заселены ионами хрома. Этим она отличается от структуры CdCb, в которой все пустоты (8/8) каждого второго слоя заняты ионами металла. К. ч. = 6/2 (СгСІеИ СІСга). 2 = 6.

114

Тип фторида

висмута BiF3, [Ö03], Fm3m.

Кубическая структура

(рис. 4.49). Координаты атомов:

В і— 000,

у у О ;

F — 4 Т У ’

т ° ° с .

i l l

і з з ^

з з з

3 1 1 ^ т,

 

Т Т Т ’

Т Т Т С ’

Т Т Т ’

Т Т Т С •Ионы висмУта об-

разуют

кубическую гранедентрированную

ячейку,

фторид-ионы

Рис. 4.48. Структура хлорида хрома (СгС13).

находятся на серединах ребер и в центрах восьми элементарных ячеек. Каждый катион окружен восемью анионами при расстоя­

нии Ві—F, равном ■= 2,52 Â (к. ч. = 4), и шестью анионами

при расстоянии -у = 2,93Â (к. ч. = 6), где а — ребро куба. Z = 4.

К этому структурному типу относятся ß-BiLi3, ß-SbLi3, AlFe3, LaMg3, CeMg3.

Тип гидраргиллита Al(OH)3, [DO7], P2l/n. Структура гидраргиллита (рис. 4.50)— типично слоистая, родственная бруситу (см.

115

стр. 107). Элементарная ячейка моноклинная. Слои образованы не­ сколько деформированными октаэдрами А1(ОН)6. Атомы А1 рас­ положены в центре окта­ эдра, а гидроксильные группы — в его вершинах.

Каждый октаэдр соединен с соседними октаэдрами ребрами. В слое только 2/3 октаэдрических пус­ тот (центров октаэдров) заняты А1, в то время как в брусите все ок­

таэдры заселены Mg.

 

 

 

г

о

ві

 

 

 

 

 

О

ОН

Л1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.49. Структура фторида

Рис, 4.50. Структура гидраргиллита [А1(ОН)3].

висмута

(BiF3) (проекция на

 

 

 

 

 

 

 

 

плоскость

XY).

 

 

 

 

 

 

 

 

СТРУКТУРЫ СОЕДИНЕНИЙ ТИПА АВ4 И АВб

 

 

 

Тип

иодида

олова Snl4, [Z?1j], РаЗ. Кубическая структура

(рис. 4.51).

Координаты Sn: ±(ххх);

л: + у ,

j — х,

хС-

Коорди­

наты I:

±

(ууу);

у +

—, у

— у, г/(у

± (uvw); и +

— v, w; ü,

P +

2 > 2

w> ~2

u>V’ ® +

у ’> wuv>

u+ у > ~2~ v> Y ~ W’

и,

У +

у ;

ffi' +

y . y

— «,

v;

uwu\

y

— y,

w , u +

y ;

v +

У

w’

«;

V, ш +

у ,

у - и

(где х = 0,129;

у -0 ,2 5 3 ; « = 0,009;

V =

0,001;

w =

0,253).

 

 

 

 

 

 

 

 

116

 

 

Если

округлить значения параметров х = 4- , w = j

,

и = О,

ѵ = 0, у — ~ ,

то координаты атомов Sn: 4-4-4-,

-111.

ILlr*

3

5

7

^

ООО

8 8 8 ’

8

8 8 ^ ’

а

координаты атомов I определятся

тройками

чисел

-g-g-g С.

из четвертей и половинок. К.ч.=4/1 (Snl4— тетраэдр; ISn^. Z = 8. Эту структуру можно рассматривать как плотнейшую кубическую

Рис. 4.51. Структура иодида олова

Рис. 4.52. Структура СаВ6.

(SnL).

 

упаковку атомов иода, где только 1/8 тетраэдрических пустот занята атомами олова. Структура Snl4 родственна структуре цинковой обманки [ВЗ], в которой 1/4 позиций занята атомами металла.

К этому структурному типу относятся следующие соединения:

 

а,

к

а, к

S ІІ4 .........................

12,01

ТіІ4 ................................

12,02

S n l4 .....................

12,25

ZrCl4 ......................

10,34

TiBr4 .....................

11,27

 

Тип СаВ6, [D2i], РтЗт. Кубическая структура

(рис. 4.§2). Ко­

ординаты Ca:

Y T T ’

=^(“0^)0 где и — 0,207.

В ближней ко­

ординационной

сфере

от атома

кальция

на

расстоянии <іса-в =

= rfjB-Ca — 3,06Â расположены 24

атома

бора;

каждый атом бора,

в свою очередь, окружен пятью атомами кальция, находящимися-

на расстоянии c?b- b = 1,72Â. Z = l .

117

Смотрите также файлы