Файл: Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 160

Скачиваний: 0

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

Таблица 4.16

Параметры структуры (в Â) соединений типа арагонита

Соединение

а

ь

С

Соединение

а

Ь

С

В а С О з

5,27

8,85

6,56

Ь а В О з

5,11

8,24

5,84

С а С О з

4,95

7,96

5,73

Р Ь С О з

5,18

8,49

6,16

K N 0 3

5,44

9,19

6,46

SrC 03

5,14

8,44

6,11

Тип ангидрита CaS04, [tfOj], Bbmm*. Ромбическая, псевдо­ тетрагональная структура (рис. 4.59). Ее можно рассматривать как искаженную структуру типа NaCl, где Na+ заменены Са2+,

а Cl- — ионами S 0 4_, которые расположены по островному прин­ ципу, т. е. не стыкуются между собой. Атомы серы находятся в

Рис. 4.58. Структура араго­

Рис. 4.59. Структура ангид­

нита (СаС03).

рита (C aS04).

центре тетраэдра, вершины которого заняты четырьмя атомами кислорода. Каждый Са окружен восемью атомами О, каждый атом О связан с одним атомом S и двумя Са.

По типу ангидрита кристаллизуются: NaC104, NaBF3(OH) и ‘ ферруцит NaBF4.

Тип гипса CaS04-2H20, [#4б], С2/с. Моноклинная сингония (рис. 4.60). Сложная структура. Двойные слои, образованные мо­

лекулами воды, параллельЦы слоям, образованным Са2+ и S 0 4“. Менее чем другие связаны между собой молекулы Н2О, которые находятся в плоскостях XZ с очень хорошей спайностью.

Каждый Са2+ окружен шестью О2- и двумя Н20. Вокруг каж­

дого S 04находится шесть Са2+. Угол между атомами Н—О—Н в молекуле воды равен 108°.

* Пространственная группа Bbmm тождественна группе Стст.

122


Тип сульфата бария (барита) BaS04, [Я02], Рпта. Ромбиче­ ская сингония (рис. 4.61). Каждый Ва2+ окружен семью тетраэдри­

ческими анионами S 0 4~ и наоборот. Z = 4. Соединения, кристалли­ зующиеся по типу барита, представлены в табл. 4.17.

Таблица 4.17

Параметры структуры (в Â) соединений типа барита

Соединение

а

b

С

Соединение

а

ь

С

B aS04

8,88

5,45

7,155

P bS04

8,47

5,38

6,94

CsC104

9,84

6,01

7,805

(англезит)

9,29

5,82

7,54

KBF4

7,85

5,69

7,695

RbC104

КС104

8,85

5,66

7,255

SrS 04

8,38

5,37

6,85

KMnÖ4

9,11

5,73

7,425

(целестин)

9,44

5,89

7,515

(NH 4)C104

9,28 '

5,82

7,465

T1C104

Тип К Ю 4 или шеелита CaW04, [Я04], IAja. Тетрагональная син­

гония (рис. 4.62). Тетраэдрические анионы І04 находятся в верши­ нах (000) и в центре элементарно^ ячейки, а также в точках с ко-

 

 

 

 

S

с

о

©

 

 

 

 

Са

О

Н20

 

 

 

Рис. 4.60. Структура гипса (CaS04• 2Н20).

ординатами

O

1 3

1 1

Катионы К+ занимают центры осно­

y j

и у О у .

ваний ^ у у

о), середины вертикальных ребер и точки с координа-

1

1

1

3

 

 

 

-

тами О у у

 

и у О у . Каждый К+

окружен четырьмя І04, каждый

Ю4 — четырьмя К+.

123


Координационные квадраты лежат в плоскостях, параллельных

основанию ячейки (на пяти уровнях: 0, -j,

, - j , 1). Тетра­

эдры пятого уровня лежат точно над тетраэдрами первого на тран­ сляционном расстоянии с. Тетраэдры третьего уровня лежат над К+ первого уровня, расстояние по оси с между центром тетраэдра и К+ равно половине трансляции (с/2). Z = 4.

(табл. 4.18), в

том числе в

некоторых

минералах (повеллит

СаМо04,

шеелит

Са\Ѵ04,

вульфенит РЬМо04, штольцит

PbW 04).

Таблица 4.18

 

 

 

 

 

 

Параметры структуры (в Â) соединений типа КЮ4

 

 

 

Соединение

а

С

с/а

Соединение

а

С

с/а

A gI0 4

5,38

12,11

2,25

к ю 4

5,76

12,67

2,20

ВаМ о04

5,57

12,81

2,30

N aI0 4

5,33

11,94

2,24

BaW 04

5,65

12,71

2,25

РЬМо04

5,42

12,09

2,23

СаМо04

5,24

11,48

2,19

(вульфенит)

5,45

12,04

2,21

(повеллит)

5,25

 

 

PbW 04

CaW 04

11,39

2,17

(штольцит)

 

 

 

(шеелит)

 

 

 

 

 

 

 

Тип перхлората калия КС104, [Я05], F43m. Кубическая сингония (рис. 4.63). Структура родственна структуре типа NaCl, [ßl].

124


Вершины и центры граней (ООО и

занимают

тетраэдри­

ческие анионы С104, середины ребер

с ) и центр

элементар­

ной ячейки — катионы калия. Каждый К+ находится в октаэдриче­

ском окружении шести С104 и связан с двенадцатью О2", располо­ женными на одинаковом расстоянии и принадлежащими шести перхлоратным тетраэдрам.

К

 

 

Рис. 4.63. Тип перхлората' калия (КСІ04).

 

 

К структурному типу КСІО4 относятся: NaC104

(> 3 0 8 °С),

NH4C104 (> 2 4 0 °С), KEF,, RbC104

(>279°С ), CsC104 (>220°С ),

NH4BF4, AgC104 (> 155 °С), TiC104

(>266 °С).

 

 

Существует также ромбическая модификация КС104.

 

Тип вольфрамита (Fe, Мп)\Ѵ04,

Об], Р2/с. Моноклинная син-

гония (рис.

4.64). Атомы О по тетраэдру окружают атомы W,

об­

разуя

анионы W 04~- Катионы

Fe2+ или

Мп2+ находятся в окта­

эдрической

координации среди

О

(Fe06 — искаженный октаэдр).

Z = 2.

Соединения, кристаллизующиеся в этом структурном типе,

приведены в табл. 4.19.

 

Fd3m.

Шпинели

(рис. 4.65) —

Тип

шпинели

MgAl20 4, [ЯЬ],

обширная

группа

соединений

с

общей

формулой

АВ20 4,

где

125


Рис. 4.64. Тип вольфрамита (Fe, Mn) WO4 .

6

Рис. 4.65. Тип шпинели (MgAl20 4):

а —проекция на (001) (цифры—координата Z атомов нижней половины эле­ ментарной ячейки); б— полиэдрический аспект структуры (О— в вершинах тетраэдров и кубов, А1 —в центрах кубов, Mg —в центрах тетраэдров).

Таблица 4.19

Параметры структуры соединений типа вольфрамита

Соединение

а, Â

ь , к

С г к

ß

Соединение

а, к

Ь , к

С , к

ß

M gW 04

4,69

5,67

4,93

89° 46'

CoW 04

4,67

5,70

4,99

90°

M nW 04

4,85

5,77

4,98

89° 7'

N iW 04

4,70

5,67

4,94

89° 40'

FeW 04

4,71

5,70

4,94

90°

ZnW 04

4,69

5,74

4,96

89° 30'

А — двухвалентный (Mg, Fe, Zn, Mn), а В — трехвалентный (Al, Fe, Cr, Mn) металлы. Они кристаллизуются в кубической сингонии.

Структуру шпинели можно рассматривать как комбинацию гра­

нецентрированных кубических

ячеек

с координатами:

Mg — 000,

1 1 1

* I

5 5 5

5 7 7 ,

л

- - . 1

Х’ 4

1

4 4 4 '

^

8 8 8

8 8 8

^

ХХХ’ ХХХ> 4

Х’

11

X)Х>Т + х >Т + (гДе х “ ІГг Ячейка содержит 32 иона

кислорода, 8 катионов А и 16 катионов В. Z = 8. Ионы кислорода образуют плотнейшую упаковку. Катионы В занимают октаэдри­ ческие пустоты (В 06), а катионы А — тетраэдрические (А04). Каж­ дый ион кислорода соседствует с одним двухвалентным и тремя трехвалентными катионами.

К структурному типу «нормальной шпинели», описанному выше,

относятся: MgAl20 4, МпА120 4, FeAl20 4, C0AI2O4, NiAl20 4, ZnAl20 4.

Некоторые соединения типа АВ20 4характеризуются структурой, носящей название «обращенной шпинели». Положение ионов кис­ лорода здесь такое же, как и в нормальной шпинели, однако в раз­ мещении катионов имеется некоторое различие.

В обращенной шпинели только половина ионов В занимает тет­ раэдрические пустоты, а вторая половина ионов В, а также ионы А статистически размещены в октаэдрических пустотах, т. е. зани­ мают тождественные позиции. К структурному типу обращенной

шпинели, например, относятся: Fe(M gFe)04,

Fë(TiFe)04,

Zn(SnZn)04, Ga(M gGa)04, In(M gIn)04. (В скобках

помещены

ионы, находящиеся в октаэдрических пустотах.)

Ниже приведены параметры структуры соединений, кристалли­ зующихся по типу шпинели:

 

 

a%к

Ag 2Mo 0 4 .

. .

9,28

АІ2С0О4.

. .

8,08

A l2C u04 . .

. .

8,11

A l2F e0 4 . .

. .

8,12

Al2MgÖ4 .

. .

8,11

Cr2MnS4

. .

10,08

Cr2ZnS4 . .

. .

9,94

Fe2C o04 . .

. .

8,43

Fe2C u04. .

. .

8,46

Fe2M g04 .

. .

8,38

 

а, к

Fe2M n04 . . . .

8,61

Fe2N104 .................

8,38

Fe304 .....................

8,41

Fe2T i0 4 .................

8,50

Fe2Zn04 .................

8,42

K2Cd(CN)4 . . .

12,86

K2Hg(CN)4 . . .

12,78

K2Zn(CN)4 . . .

12,56

N i3S4 .....................

9,48

Zn2S n04.................

8,63

127