А. Ф. Новиков строение вещества
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
|
Рис.49 Реальное соотношение в хлориде натрия r А / r В = 0,54 , что приводит для плотной упаковки такого типа к пространственной кубической решетке, где каждый ион натрия окружен шестью шарами другого радиуса (четыре в плоскости, плюс, один ион хлора впереди, другой позади плоскости рисунка). Таким образом, октаэдрическая координация атомов совместима с простой кубической решеткой. Пространственная решетка такого кристалла схематически изображена на рис.42. Иные соотношения радиусов катиона и аниона дают иные структуры. К примеру, в случае хлорида цезия CsCl , у которого r А / r В = 0,94 , наиболее плотная упаковка "шаров" приводит к иной пространственной структуре – объемно центрированной кубической решетке (см. рис.43). Здесь координационное число K равно уже восьми. Для типичных ионных кристаллов характерны кубические решетки. Особенности химического взаимодействия и структуры ионных кристаллов обусловливают ряд их отличительных свойств. Сравнительно высокие значения энергии кристаллической решетки твердых тел ионного типа обеспечивают их высокую механическую прочность. Температуры плавления здесь значительно превышают 67 комнатные и достигают 1400 К. Хрупкость таких кристаллов связана с фиксированным, строго определенным положением заряженных частиц в узлах кристаллической решетки. Ионные кристаллы прозрачны в видимой области спектра, так как частоты колебаний связей в решетке здесь ниже частот оптических колебаний. В ионных твердых телах отсутствуют свободные, не связанные с атомами электроны, поэтому электронная проводимость у них практически отсутствует. Ввиду высокой симметричности решетки анизотропия в данном случае выражена не очень ярко. Ионные твердые тела кристаллизуются из растворов и расплавов солей в виде плоскогранных кубов, пластин, октаэдров, правильных четырехгранных призм. При растворении или плавлении кристаллов этого типа они распадаются на ионы. Таким образом, ионная связь в кристаллах рассмотренного типа позволяет удовлетворительно объяснить особенности их свойств и поведения. Необходимо, однако, отметить, что эта модель является в большой степени упрощенной. Значительно лучшее согласование с опытными данными достигается в рамках квантово-механических представлений химической связи, однако они много сложней, чем рассмотренная здесь ионная модель. Твердые тела ионного типа нашли широкое применение в оптике. В частности, хлориды и фториды щелочных металлов ( LiF, LiCl, KI и др.) применяются для изготовления призм в инфракрасных приборах. Из флюорита ( CaF 2 ) изготавливают линзы. Галогениды серебра ( AgBr, AgCl, AgI ) составляют основу светочувствительных материалов для черно-белой “ серебряной” фотографии. Некоторые ионные кристаллы (например, сульфид свинца PbS ) показывают полупроводниковые свойства. жүктеу/скачать 2,4 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|