Типи хімічного зв’язку в кристалічних структурах.

Йонні кристалічні гратки характерні для сполук з іонним типом хімічного зв’язку. У вузлах таких граток знаходяться протилежно заряджені йони. Сили міжіонної взаємодії є досить значними, тому речовини з таким типом кристалічної гратки є нелеткими, твердими, тугоплавкими, їх розчини та розплави проводять електричний струм. Типовими представниками таких сполук є солі, наприклад, натрій хлорид, калій нітрат та інші.

Атомні кристалічні гратки характерні для сполук із ковалентним типом хімічного зв’язку. У вузлах таких граток знаходяться окремі атоми, зв’язані ковалентними зв’язками. Усі зв’язки є рівноцінними та міцними, тому речовини з таким типом кристалічної гратки характеризуються великою твердістю, високими температурами плавлення, хімічною інертністю. Такий тип кристалічної гратки характерний для алмазу, силіцій (IV) оксиду, бору.

Молекулярні кристалічні гратки характерні для сполук із ковалентним типом хімічного зв’язку. У вузлах таких граток знаходяться неполярні або полярні молекули. Унаслідок слабких сил взаємодії речовини з таким типом кристалічної гратки мають незначну твердість, низькі температури плавлення та кипіння, характеризуються леткістю. Такий тип кристалічної гратки характерний для кисню, йоду, води, глюкози, спиртів, нафталіну.

Таким чином, існує певний зв’язок між типом кристалічної гратки та фізичними властивостями речовини. Тому, якщо відома будова речовини, то можна прогнозувати її властивості та, навпаки, якщо відомі властивості речовини, то можна визначити її будову.

2. У кристалохімії виділяють іонні, ковалентні, водневі та металічні структурні зв’язки. Кристали, які мають один тип зв’язку, називаються гомодесмічні, мінерали, що мають різні типи зв’язку – гетеродесмічні.

3. У двошаровій, або гексагональній, найщільнішій упаковці...ABABAB... кулі парного шару знаходяться над кулями парного шару, а кулі непарного шару - над кулями не парного. Кожен шар оточений 12 шарами: шістьма у тій самій площині, трьома знизу та трьома зверху, тобто к.ч. = 12. Наскрізні порожнини типу О продовжуються з ряду у ряд як суцільні канали. По цим каналам може відбуватись дифузія домішок у кристалі. Перпендикулярно до щільно упакованих шарів через центри октаедричних порожнин проходять вісь 63.

Гексагональна найщільніша упаковка характерна для металів Mg, Be, Zn, Cd, Tl, Ti, Zr, Hf, Sr, Os тощо, для інтерметалідів AgCd, AgCd3, AuCd, CuZn3 тощо. Відношення параметрів комірки c/a для цієї упаковки повинно бути рівним 1,633.

У тришаровій, або кубічній, найщільнішій упаковці...ABCABCABC... перпендикулярно до шарів найщільнішої упаковки розміщена вісь симетрії 3. Над порожниною О розміщується порожнина Т та навпаки; суцільні колонки з порожнин відсутні. Четвертий шар повторює розміщення першого. У результаті шари розміщуються по вузлах гранецентрованої кубічної решітки (ГЦК). Щільно упаковані шари перпендикулярні чотирьом об'ємним діагоналям куба, тобто напрямкам <111>. Координаційне число рівне 12.

Найщільніша упаковка кубічної структури характерна для металів Cu, Au, Ag, Al, Pb, γ-Fe, Ca, Sr, Th, Pb, Nb, α-Co, Ni, Rh, Pd, Ir, Pt. У порожніх між шарами найщільнішої упаковки металів можуть розміщуватись Si, C, O, H, N, утворюючи силіциди, карбіди, окисли, гідриди, нітриди

4. Морфотропіей називається різка зміна кристалічної структури в закономірному ряду хімічних сполук при збереженні кількісного співвідношення структурних одиниць. Наприклад, сфалерит ZnS, троилит FeS, ольдгаміт CaS належать

к-трьом різним структурним типам: сфалериту, нікеліна і Галіт відповідно. Зміна структури викликано заміною катіона при тому ж аніоні і відносини атомних кількостей катіона і аніона 1:1.

По суті, тільки морфотропія цілком відповідає духу закону Гаюї: хімічно різні речовини володіють і різним кристалічним будовою. Кристаллохимические закономірності, що об'єднуються поняттями ізоморфізму і поліморфізму, обмежують дію закону Гаюї.

Ізоморфізм - взаємне заміщення хімічно різних компонентів в еквівалентних позиціях кристалічної структури. Наприклад, сфалерит ZnS і метаціннабаріт HgS ізоструктурних і ізоморфні, так як можливе утворення змішаних кристалів (твердого розчину заміщення) складу (Zn, Hg) S з різним співвідношенням кількостей Zn і Hg.

Поліморфізмом називають зміну кристалічної структури деякої речовини при зміні термодинамічних умов, так деякі метали при різних температурах можуть мати різну кристалічну решітку. Здатність металу існувати в різних кристалічних формах носить назву поліморфізму або аллотропии. Прийнято позначати поліморфну ​​модифікацію, стійку при більш низькій температурі, індексом? (Fe a) при вищій?, Потім? і т. д.

Відомі поліморфні перетворення заліза: Fe a? Fe v, титану Ti a? Ti?, Та інших елементів.

Температура перетворення однієї кристалічної модифікації в іншу називається температурою поліморфного перетворення.

Окремий випадок поліморфізму, характерний для сполук з шаруватою структурою в політіпізм (політіпії). Такі модифікації, політіпії, відрізняються між собою лише порядком чергування атомних шарів

Дата добавления: 2015-08-17