Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Типы твердых растворов замещения

Читайте также:
  1. Выбор и группы применения твердых инструментальных материалов
  2. Конкурсный порядок замещения должностей научно- педагогическими работниками
  3. Определение плотности твердых веществ
  4. Определение плотности твердых веществ методом гидростатического взвешивания
  5. Определение плотности твердых веществ пикнометрическим методом
  6. ОРИЕНТИРОВОЧНОЕ УСТАНОВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТУПЫХ ПРЕДМЕТОВ ПО ФОРМЕ РАН
  7. Отбор проб твердых веществ.

1) Нормальные замещения, осуществляемые в рамках однотипной правильной системы точек:

а) простое замещение (изовалентное)

Пример: рассмотрим твердые растворы, образующиеся между Al2O3 и Cr2O3 при высокой температуре. Ст корунда, образованную почти плотной упаковкой ионов кислорода и ионами Al3+ (или Cr3+), занимающими 2/3 имеющихся в такой упаковке октаэдрических позиций.

Al2 − х Сr х O3 (0 ≤ х ≤ 2)

При промежуточных значениях х ионы Al3+ и Cr3+ неупорядоченно распределены по тем октаэдрическим позициям, которые заняты в структуре чистых компонентов. Т.о. в каждом конкретном октаэдрическом узле решетки может находиться Al3+ или

Сr3+, а вероятность нахождения того или другого зависит от параметра состава х.

Пример: Mg2SiO4 (ст оливина) и виллемит Zn2SiO4 частично растворимы др в др, хотя их структуры сильно различаются. Оливин содержит кислородные слои с упаковкой, близкой к плотной гексагональной, тогда как в виллемите нет кислородных плотноупакованных слоев. В структуре и того, и другого соединения содержатся тетраэдры SiO4, но магний в оливине находится в октаэдрическом окружении, а цинк в виллемите – в тетраэдрическом. Однако оба эти катиона не слишком “требовательны” к типу окружения и могут занимать как те, так и другие позиции: в твердых растворах на основе форстерита (Mg2 − x Zn x)SiO4 цинк занимает октаэдрические позиции ионов магния, а в твердых растворах на основе виллемита (Zn2 − x Mg x)SiO4, напротив, магний замещает цинк в тетраэдрических позициях.

Взаимное замещение анионов.(растворы в системе AgCl – AgBr).

б) связанное замещение (гетеровалентное)

Пример:

LiNO3 – MgCO3 – ScBO3

Li+ + N5+ ↔ Mg2+ + C4+ ↔ Sc3+ + B3+

и минералов

альбит NaAlSi3О8 – анортит CaAl2Si2О8,

где замещение NaSi ↔ CaAl.

 

2) Усложненные замещения (тип I), осуществляемые при переходе от одной правильной системы точек к другой:

в) и г) замещения с добавлением (с заполнением пространства) или вычитанием

Пример: LiCl и MgCl2.

Оба крайних члена этого раствора имеют один кубический тип плотнейшей упаковки с заполнением всех (LiCl) или половины (MgCl2) октаэдрических пустот (рис. 3.3). При растворении MgCl2 в LiCl каждый ион Mg2+ замещает два иона Li+ − одно из мест, занимаемых ионами Li+, остается благодаря этому незанятым. Смешанный раствор образуется по схеме (замещение с вычитанием)

М+2Cl2 → М++Cl2

(Li) (Mg)

Состав Li1 − 2 x Mg xx Cl (0 ≤ x ≤ 0.5), где □ - свободные катионные позиции. Число «заселенных» октаэдрических пустот изменяется от 0.5 до 1.

При высоких температурах шпинель MgAl2O4 образует широкую область твердых растворов с корундом Al2O3. Ионы Al3+ замещают ионы Mg2+, расположенные в тетраэдрических узлах в отношении 2: 3. Замещение с добавлением или вычитанием осуществляется по схеме

Al8O12 ↔ Mg3Al6O12

Mg1 − 3 x Al2 + 2 x O4 (0 ≤ х ≤ 0.33). При его образовании должны появиться также х незанятых катионных позиций (замещение с вычитанием).

д) замещение с заменой положения

Тот или иной компонент структуры, попадая в другую структуру, занимает там иные положения.

Пример: AgBr (ст NaCl) образует при нагревании до 230°С смешанный кристалл с CuBr (ст сфалерита), где статистически размещены ионы Сu+ в тетраэдрических, а ионы Ag+ в октаэдрических пустотах на фоне общей кубической плотнейшей упаковки.

 

 

 

3) Усложненные замещения (тип II):

е) замещения, где осуществляется совместно несколько типов

В зависимости от условий образования в результате замещений могут возникать неупорядоченные, а иногда и упорядоченные системы. Такие системы, где неупорядоченного состояния быть не может (двойные соли), из области изоморфизма исключаются.

 

 

Типы твердых растворов замещения.

1) Нормальные замещения

а) простое замещение (изовалентное) – твердый раствор Ce х La1- х PO4, образующиеся между CePO4 и LaPO4 в природных условиях (минерал монацит (Ce, La, Nd, Th)PO4).

Твердый раствор типа RM3(BO3)4, где R = Y3+, La3+, Lu3+, а M = Al3+, Cr3+, Ga3+, Fe3+, Sc3+ (строение хантита).

б) связанное замещение (гетеровалентное) – твердый раствор между Sm3Se4 – Sm2Se3 и Pr3Se4 – Pr2Se3, где Sm3Se4 – смесь SmSe и Sm2Se3, Pr3Se4 – смесь PrSe и Pr2Se3. Замещение по схеме: 3Sm2+à2Sm3+ и 3Pr2+à2Pr3+.

2) Усложненные замещения (тип 1)

в) замещение с вычитанием пространства – твердый раствор между LiNbO3 и Zn(NbO3)2. При введении Zn замещает 2Li, в результате часть октаэдрических пустот, занятых Li, остается незаполненными. Формула: (Li1-2xZnxx)NbO3.

г) замещения с добавлением - твердые растворы между Sr2Nb2O6 и Ba2Nb2O6.

В Ba2Nb2O6 имеются пустоты, образованные двумя типами цепочек тетраэдров NbO6, трех видов: пятиугольные заняты Ba, треугольные и четырехугольные не заполнены. При образовании твердого раствора Sr статистически занимает пятиугольные пустоты вместе с Ba и все четырехугольные пустоты. Общая формула: BaxSr1-xNb2O6.

д) замещение с заменой положения – твердый раствор AgBr (ст NaCl) с CuBr (ст сфалерита), образуется при нагревании до 230°С, где статистически размещены ионы Сu+ в тетраэдрических, а ионы Ag+ в октаэдрических пустотах на фоне общей кубической плотнейшей упаковки.

3) Усложненные замещения (тип 2)

е) замещения, где осуществляется совместно несколько типов:

(Li1-2xZnxx)NbO3 – замещение гетеровалентное и с вычитанием пространства.

 


Дата добавления: 2015-08-09; просмотров: 115 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
ПОЛУЧАЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ ПЛЕНКИ| Англо-германская модель общения

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)