Файл: Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии.pdf

Скачать файл (17,01Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 198

Скачиваний: 0

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

Рентгеноструктурные исследования глобулярных белков позво лили определить объем элементарных ячеек, число молекул в ячейке и молекулярную массу (табл. 6.9).

Таблица 6.9

Результаты исследований глобулярных белков

	Элементарная ячейка		Молекуляр-
Белок		ЧИСЛО	ная
	объем, Â3	ЧИСЛО	масса
	объем, Â3	молекул	масса
		молекул
Рибонуклеаза	77000	4	13 700
Инсулин	298 000	6	37 400
Лактоглобулин	416 000	8	40 000
Химотрипсин	151 000	2	54 000
Эксцельсин	2 670 000	■ 6	305 800
Лошадиный	32 000 000	2	13 000 000
вирус

В некоторых глобулярных белках определено размещение инди видуальных молекул в элементарной ячейке (например, в гемо глобине).

Часть /// ОПИСАТЕЛЬНАЯ К Р И С Т А Л Л О Х И М И Я

Глава 7. Силикаты и алюмосиликаты						.......................................................			285
Структурная	классификация			................................................................					285
Структурные группы................................................................................									285
Структурные подгруппы				.......................................................................					291
Координационные числа и изоморфные замещения........................									294
Дополняющие анионы.................................................................................									296
Размещение	ионов	кислорода.................................................................							297
Правила П о л и н г а			.......................................................................................						298
Сравнение структур			силикатов		со	структурами		родственных
со ед и н ен и й ................................................................................................									301
Примеры структур..........................									303
Островные силикаты.................................................................................									303
Циркон (стр. 303). Оливины (стр. 304). Дистен (киа
нит)	(стр. 305). Андалузит					(стр.	305).	Силлиманит
(стр. 307)
Групповые	силикаты ..........................................................................								307
Силикаты		с	группой		[Si20 7]6- (стр. 307).				Кольце
вые силикаты			( стр . 307)
Цепочечные силикаты.............................................................................									309
Диопсид (стр. 309). Сподумен (стр. 310)
Ленточные	си л и к ..........................................................................аты								310
Слоистые силикаты .				. ..................................................................311
Мусковит (стр. 315).				Флогопит (стр. 316). Другие слюды
(стр. 317). Хлориты (стр. 317)
Каркасные	алюмосиликаты..................................................................								318
Глинистые м инералы .................................................................................									320
Общие сведения .									320
Классификация...........................................................................................									327
Структуры	и физические .................................................			св ой ств а					327
Слоистые минералы ........................с двухслойными пакетам и									327
Группа каолинита (стр. 327).						Группа галлуазита (стр.
329)
Слоистые минералы с трехслойными пакетами, способные
к набуханию ......................................................................................									332
Группа монтмориллонитов (стр. 332)							Вермикулит (стр.
335)
Минералы с трехслойными пакетами, не обнаруживающие
набухания .									337

281

Г р у п п а г и д р о с л ю д (и л л и т о в ) (ст р .

3 3 7 ).

Г р у п п а г л а у

конита (стр. 338)

Смешаннослойные слоистые силикаты .......................................

339

Глинистые

минералы

с ленточнойструктурой ........................

339

Глинистые

аморфные

м и н ер алы ........................................

340'

Структура

силикатных стекол.........................................

340

Глава 8. Органические соединения............................................................

343

Форма, симметрия и размеры молекул...............................

• .

343

Длины валентных

связей .......................................................................

344

Направленность связей....................................................................

346

Пространственная

конфигурация

ординарнойсвязи .

. 346

Пространственная

конфигурация

двойнойсвязи. . . .

350

Цис- и

грамс-изомеры

(стр. 350).

Аллены

и полнены

(стр. 351). Циклические соединения

(стр.

352)

Пространственная

конфигурация

тройной

связи . . .

354

Валентные

у г л ы

..................................................................................

354

Симметрия

молекул...............................................

355

Правила Китайгородского ........................................................................

359

Радиусы Ван-дер-Ваальса

..................................................................

359

Плотные упаковки в молекулярных структурах........................

360

Классификация структур............................................................................

363

Полиморфизм

.................................................................................................

364

Изотипия

гомеотипия............................................................................

365

Изоморфизм

и твердые

раствор ы ...............................................

368

Правила

образования

твердых р аствор ов ..................................

370

Примеры

кристаллических ст р у к т у р ...............................

395

Структуры с высокосимметричными молекулами или с моле

кулами, близкими по форме к сферическим.............................

395

Структуры с неполярными связями Ван-дер-Ваальса

. 395

Метан

СН4,

Fm3m

(стр. 395).

Этилен

Н2С =С Н 2,

Рппт (стр. 395). Йодоформ СНІ3 (стр. 396). Основной

ацетат бериллия Ве40(СН 3С 02)6,

Fd-Ъ, (Т^

(стр. 397)

Структуры

с дипольными молекулами.....................................

397

/N H 2

Мочевина 0 = С ^

Р42іш (стр. 397). Тиомочевина

/N H 2

X NH2

S=C ^

, Pbtim (стр. 398). Пентаэритрит С(СИ2ОН)4,

X NH2

/4(стр.398). Уротропин (гексаметилентетрамин) CeN4H 12,

/43m (стр. 398)

Структуры с ионной или водородной связью . . . .

400

Гидратированная

щавелевая

кислота

С2Н20 4-2Н 20 ,

P2\jn (стр. 400). Безводная щавелевая

кислота С2Н20 4,

Pcab или Р2і/с (стр. 401)

Структуры с вытянутыми молекулами..........................................

401

Структуры с неполярными связями Ван-дер-Ваальса

401

Парафиновые углеводороды С„Н2п+г

(стр. 401). Цик

лопарафины

CrtHш (стр. 403)


Структуры	с дипольными		молекулами		....................................	405
Структуры с ионной или водородной					связью .....................	405
Структуры с	плоскими молекулами...............................................					406
Структуры с неполярными связями Ван-дер-Ваальса .						. 406
Бензол	С6Н6, РЪса		(стр. 406).		Гексаметилбензол
Св(СН3)б, Р1		(стр. 406).	Нафталин		Сі 0 Н 8, P2Ja и ан
трацен	С14Н10, Р2і/а		(стр.	407). Терфенил (га-дифе-
нилбензол)		С6Н5(С6Н4)СвН5,		Р2і/а	( стр . 407) . Дибен

зил (1,2-дифенилэтан)				С6Н5—СН2—СН2—С6Н5, Р 2,/а
(стр.	408).		Стильбен		(транс- 1,2-дифенилэтилен)
С6Н5СН =СНС6Н5, Р2і/а					(стр. 408). Толан (дифенил-
ацетилен) С6Н5С= ССвН5, Р2і/а (стр. 408). Фенантрен
С і4Ніо, Р2і и			хризен	Сі8Н20>		С2/с или Сс	(стр.	408).
Фталоцианин C38Hi8N8,					Р2\/а	(стр. 411).	Бензохинон
С6Н40 2,		Р2\!а (стр. 412)
Структуры		с дипольными молекулами.......................................							413
Резорцин С6Н4(ОН)2, Ряя2, (стр. 413)
Структуры		с ионной или		водородной с в я з ь ю ........................					414
К и сл ы й ф е н и л а ц е т а т к а л и я [ С 6Н 5 • С Н 2С О О ]2Н К . / 2 / а
(стр. 414).
Глава 9. Двухкомпонентные				си стем ы .................................................					415
Важнейшие	типы двухкомпонентных					систем ..................................			415
Основные	п о н я т и я .................................................................................								415
Идеальные	эвтектические си с т е м ы .................................................								416
Системы, образующие соединения, плавящиеся конгруэнтно 419
Системы, образующие соединения, плавящиеся инконгруэнтно									420
Твердые растворы, компоненты которых взаимно неограни
ченно растворимы.........................................................							' . .	. .	423
Твердые растворы, компоненты которых взаимно ограниченно
растворим ы ............................................................................................									425
Неидеальные эвтектические					системы...............................		.....	.	425
Перитектические			системы ..................................................................						427
Полиморфные превращения.................................................................									429
Полиморфные превращения в системах, не образующих
твердые растворы ...........................................................................									430
Полиморфные превращения в системах, образующих твер
дые растворы......................................................................................									430
Системы, образованные соединениями, неустойчивыми								при
высоких температурах в твердом агрегатном состоянии . 432
Кристаллохимические зависимости в сериях двухкомпонентных
си стем ............................................................................................................									433
Системы,	образованные органическими соединениями .							. .	434
Постепенный переход от твердых растворов к идеальным
эвтектикам...........................................................................................									434
Влияние размеров молекул на возможность изоморфного
замещения определенной пары атомов или радикалов 440
Системы, образованные неорганическими ионными соедине
ниями	,								441

Влияние размеров и поляризации ионов на фазовые рав
новесия ....................................................................................					441
Зависимость типа системы от размеров ионов для двух
компонентных систем, образованных соединениями с об
щей	парой и о н о в ............................................................................				451
Двухкомпонентные металлические систем ы .......................................					454
Твердые растворы металлов.................................................................					455
Твердые растворы зам ещ ени я .......................................................					455
Твердые		растворы в н едр ен и я ........................................................			457
Твердые		растворы вы читания.......................................................			459
Сверхструктуры....................................................................................				....
Интерметаллические структурные				ф а з ы ........................................	451
Фазы	с	плотнейшей упаковкой		(фазы Лавеса) . . . .	462
Другие фазы с плотнейшей упаковкой........................................					464
Фазы	Ю м-Розери..............................................................................			....
Фазы	Ц и н тл я ....................................................................				466
Фазы с ионно-металлическими и ковалентно-металлическими
связями		........................................................................................			463
Металлические фазы			вн едр ен и я ....................................................	....
Фазы	внедрения со		сложной структурой..................................		471

Г л а в а 7

СИЛИКАТЫ И АЛЮМОСИЛИКАТЫ

СТРУКТУРНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

СТРУКТУРНЫЕ ГРУППЫ

Силикаты и алюмосиликаты — самые распространенные мине ралы в земной коре. Главным структурным мотивом этих минера лов являются тетраэдры Si04, существующие в любых силикатах независимо от их состава (рис. 7.1).

Большие ионы кислорода (1,32 Â) тетраэдрически окружают сравнительно малые ионы кремния (0,39 А), причем отношение rsi/ro = 0,29 определяет координационное число 4 (см. правило Магнуса, стр. 162).

Рис. 7.1. Тетраэдр S i0 4.

Другая характерная черта строения силикатов — возможность замещения в кристаллической структуре ионов кремния несколько большими по размерам ионами алюминия (0,57 А). Последние могут находиться как в кислородных тетраэдрах (в алюмосиликатах), замещая кремний, так и в октаэдрах, замещая магний (0,78 А). Эта двойная роль алюминия была неизвестна в начале нашего сто летия. Часто встречаются изоморфные замещения как катионов, так и анионов (например, О2-, ОН" и F"), что затрудняет структурную интерпретацию химического состава силикатов, которые в прошлом считались твердыми растворами гипотетических кремнекислород ных кислот.

В основу структурной классификации силикатов положено раз личие в способе сочленения между собой тетраэдров Si04.

Островные силикаты — Si04 представляют изолированные струк турные единицы, т. е. тетраэдры, не соединяющиеся между собой вершинами. Каждый кислород принадлежит только одному тет раэдру.

Кристаллическая структура состоит из анионов (S i04 ) и катио нов, заполняющих октаэдрические пустоты в плотной упаковке

285

кислорода. Отношение S i: О = 1: 4. Примером	минералов, при
надлежащих к этой группе, являются оливины	(Mg, Fe)2 [Si04]

(см. рис. 7.15).
Групповые силикаты— тетраэдры SІО4, соединяющиеся по два,
три	четыре,	пять	или	шесть		в обособленные ионные группы:
[Si2b 7]6-, [Si30 9]6~,			[Si40	12r ,	[Si50 I6]12- и [Si60 18]12-.
С т р у к т у р ы			с а н и о н о м			[Si20 7]6 — два тетраэдра, соеди
няясь	общими	вершинами,			образуют группу [Si20 7]6' (рис. 7.2).

Общий кислород электронейтрален, отрицательный заряд анионов компенсируется положительным зарядом катионов, находящихся между анионами. Примером таких соединений является гемимор-

фит (каламин) Zn4[Si20 7](0H )2-H20 (см. рис. 7.18).

	Q o	• si
Рис.	7 2.	Комплекс-	Рис. 7.3.	Трех-	и	шестичленные кольца
ный	анион	[Si20 7]6-,	в структуре кольцевых силикатов,
образованный двумя
	тетраэдрами.
К о л ь ц е в ы е с и л и к а т ы				(Si : О =	1	: 3 ) — тетраэдры, со

единяющиеся вершинами, образуют замкнутые плоские изолирован ные кольца (рис. 7.3). Кольца, построенные из трех тетраэдров, образуют группу [SізОэ]6-, например в бенитоите BaTi[Si30 9]. Кольца

из четырех тетраэдров с анионом [Si40 12]8-		представлены	в непту-
ните Na2FeTi[Si40 )2]. Кольца из	шести	тетраэдров с	группой
[Si60 i8]12имеются в берилле Be3Al2[Si60 i8]		(см. рис. 7.19).
Позднее обнаружено (Белов),	что в некоторых силикатах су

ществуют двухэтажные шестичленные кольца, связанные между собой общими ионами кислорода *.

С т р у к т у р а с а н и о н о м [Si50ie]12-— группировки из пяти тетраэдров, не образующих колец. Вершины каждого тетраэдра со единены с вершинами остальных тетраэдров и образуют комплекс ный анион [SiöOie]12- (рис. 7.4). Ионы алюминия имеют как октаэд рическую (А106),так и тетраэдрическую (А104) координацию. Пред

ставителем этой группы является зуниит Al[i2Al14,[Si50 16]04(0H ,F)18Cl. Цепочечные силикаты — соединяющиеся вершинами тетраэдры образуют вытянутые бесконечные цепи, параллельные друг другу

* Такие структуры имеют осумилит NaMg2Fe2Al2[Al3Si903o]-H20 и миларит

KCa2Be2Al[Sii2Öso]-nH20 . {Прим, ред.)

286

Смотрите также файлы

Пылаев, Н. И. Кавитация в гидротурбинах.pdf

Рачевский, Б. С. Транспорт и хранение углеводородных сжиженных газов.pdf

Роменец, В. А. Технико-экономический анализ кислородно-конвертерного производства.pdf

Сабитов, М. Диалектика необходимости и случайности в квантовой механике.pdf

Силенок, С. Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии учеб. для студентов вузов.pdf

Файл: Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии.pdf

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно