Ю., Ташкеева Г.Қ. Физикалық материалтануға кіріспе
жүктеу/скачать 5,26 Mb.
|
| 2.6-сурет. Иондық кристаллдардың анион (Л) мен катоинға (К) қатысты өлшемдерге тәуелді құрылымының тұрақтылығы. Құрылымның тұрақтылығы а ә б бағытында төмендейді
Сондықтан иондық кристаллдар үшін әртүрлі координациялық сандары бар құрылымдардың тұрақтылық шегі бар. Бұл шектердің мәні қарапайым геометриялық арақатынастан шығады. Төменде әртүрлі координациялық сандары бар құрылымдар үшін иондық радиустардың шектік мәндері көрсетілген.
Иондық кристаллдар жағдайындағы кристалдық тордың энергиясы толығымен кулондық әсерлесу күштерімен анықталады (кулондық энергия немесе Маделунг энергиясы) және: (2.1) теңдігінен шығады. Мұндағы α – Маделунг тұрақтысы, координациялық сферадағы қарастырылатын ионға жақын орналасқан бірнеше ион байланысының кристаллдық тор энергиясын ескергендегі; N – бір молекуладағы иондар саны, ол NА санының молекуладағы иондар санына (∑m) көбейтіндісіне тең; Z1, Z2 – өзара әсерлесетін иондар валенттігі; R0 – қарастырылып отырған ионнан бірінші координациялық сферадағы ионға дейінгі арақашықтық. Маделунг тұрақтысы иондық байланыс теориясында үлкен рөл атқарады. Оны NaCL мысалында есептеп көрейік. Есеп жүргізетін ион ретінде натрий ионын алайық (оның заряды +е-ге тең). Натрий ионы (2.4- суретін қараңыз) R қашықтықта орналасқан алты теріс хлор ионымен (бірінші координациялық сфера), R қашықтықта орналасқан он екі оң натрий ионымен (екінші координациялық сфера), R қашықтықта орналасқан сегіз теріс хлор ионымен (үшінші координациялық сфера), R қашықтықта орналасқан алты оң натрий ионымен (төртінші координациялық сфера), R қашықтықта орналасқан жиырма төрт теріс хлор ионымен (бесінші координациялық сфера) және т.б. байланысқан. Координациялық сфералардағы иондардың орналасуы тордың типіне байланысты екені анық. Есеп жргізілетін ион ретінде хлор Cl- ионын алғанда да дәл осындай есеп шығар еді. Кулондық әсерлесуді ескергендегі NaС1 торындағы бір ионның байланыс энергиясы мынаған тең: Жақша ішінде тұрған ауыспалы таңбалы қатар NаС1 үшін Маделунг тұрақтысы α болып табылады. Негізінен Маделунг тұрақтысы координациялық сфералардың құрылысын және координациялық сфералардың арақашықтығын ескереді. Маделунг тұрақтысын құрайтын қатар мүшелерінің саны кристаллдық тор құрылымымен анықталады, ал қатар қосындысы белгілі бір шамаға тең. Төменде кейбір кристалдық құрылымдар үшін Маделунг тұрақтысының мәні α мен өлшемі Σm көрсетілген.
2.2-кестеде кейбір иондық кристалдар үшін есептелген және экспериментальды анықталған кристалдық торлардың энергиясы (байланыс энергиясы) келтірілген. жүктеу/скачать 5,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|