- •КРИСТАЛЛОХИМИЯ
- •(краткий курс)
- •Часть 1.
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ РЕШЕТКА. 14 ТИПОВ ЯЧЕЕК БРАВЭ
- •2. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ГРУППЫ СИММЕТРИИ Е. С. ФЕДОРОВА
- •3. ПЛОТНЕЙШИЕ ШАРОВЫЕ УПАКОВКИ
- •4. КООРДИНАЦИОННЫЙ ПОЛИЭДР И КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО
- •5. СТРУКТУРНЫЕ ЕДИНИЦЫ КРИСТАЛЛА. МОТИВ СТРУКТУРЫ
- •8. КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ
- •Глава II. Периодический закон и свойства атомов
- •1. НЕКОТОРЫЕ ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
- •2. ФОРМА И ПРОТЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБОЛОЧЕК
- •4. ОРБИТАЛЬНЫЕ РАДИУСЫ АТОМОВ И ИОНОВ
- •5. ПОТЕНЦИАЛЫ ИОНИЗАЦИИ И СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ
- •6. ВАЛЕНТНОЕ СОСТОЯНИЕ И ГИБРИДИЗАЦИЯ ОРБИТАЛЕЙ
- •7. ОРБИТАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТИ
- •8. ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ АТОМОВ И ИОНОВ
- •9. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АТОМОВ И ИОНОВ
- •10. КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА АТОМОВ И ИОНОВ
- •Глава 3. Силы и энергия сцепления атомов в кристалле
- •1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
- •2. ИОННАЯ МОДЕЛЬ И ЭНЕРГИЯ РЕШЕТКИ
- •Кристалл
- •3. ИОНЫ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ В КРИСТАЛЛИЧЕСКОМ ПОЛЕ
- •4. КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ
- •Энергия атомизации ковалентных кристаллов.
- •Электроотрицательность и степень ионности.
- •Связь энергии атомизации и энергии решетки кристаллов.
- •7. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И ЕЕ СВОЙСТВА
- •8. ПЕРЕХОД ОТ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ К КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ
- •9. ОСТАТОЧНАЯ (ВАН ДЕР ВААЛЬСОВА) СВЯЗЬ. ДИСПЕРСИОННЫЕ СИЛЫ
- •10. ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ
- •11. ОБЩИЙ ВЗГЛЯД НА ПРИРОДУ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ В КРИСТАЛЛАХ
- •Глава 4. Атомы в кристалле
- •1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
- •2. ЭФФЕКТИВНЫЕ РАДИУСЫ АТОМОВ И ИОНОВ
- •А. Атомные радиусы
- •Б. Ионные радиусы. Вывод основных систематик ионных радиусов
- •Г. Ван-дер-ваальсовы радиусы
- •4. ЭФФЕКТИВНЫЕ ЗАРЯДЫ АТОМОВ В КРИСТАЛЛЕ
- •5. СЖИМАЕМОСТЬ И ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ ИОНОВ В КРИСТАЛЛЕ.
8. КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ
Очень желательно дать некоторую кристаллохимическую информацию в химической формуле вещества. Для этого справа вверху от символа каждого химического элемента помещают в прямоугольных скобках КЧ. Слева от формулы
ставят подстрочные знаки 1 , 2 , 3 , указывающие соответственно на цепочечный,
∞ ∞ ∞
слоистый или координационный (каркасный) мотивы структуры. Например,
кристаллохимическая формула барита в |
подобных обозначениях имеет |
вид |
|
3 Ba[12]S[4]O[1S4 |
+2Ba] . Иногда распространенные |
группировки атомов (анионные |
или |
∞ |
|
|
|
катионные радикалы) заключают в квадратные скобки. Тогда можно опустить в них указания на КЧ, считая их известными заранее. В сокращенном виде кристаллохимическая формула барита будет следующей: Ва[12][SО4], а структурного типа барита A[12][TX4], где А = Sr, Ва, Рb, К, Сs, NH4; Т = S, Сl, В, Мn; Х = О, Р.
Если в кристаллической структуре несколько различных позиций (различных систем эквивалентных точек) занято одними и теми же химическими элементами, есть несколько способов отразить это обстоятельство в кристаллохимической формуле. Так, кристаллохимическая формула силикоборатов группы турмалина должна иметь следующий вид: X[6+3]Y3[6]Z6[6][T6O18][BO3]3(O, OH, F)4. Здесь Х = Na, К, Са; Y = Мg, Li, Мn2+, Fе2+, А1; Z = Аl, Fe3+, Мn3+; Т = Si, Аl, В. Радикал [T6O18] обозначает шестичленные кольца из тетраэдров, а [ВО3] - треугольник из атомов кислорода вокруг бора.
Предлагались и несколько иные варианты кристаллохимических формул (П. Ниггли, А. К. Болдырев и др.). К сожалению, единой системы кристаллохимических дополнений к химическим формулам, пока не существует. Иногда используются краткие обозначения структурных типов по классификации международного справочника «Structure Reports»: А - структуры элементов, В - структуры соединений типа АВ, С - структуры соединений АВ2, D - структуры соединений АnВm, Е - структуры соединений с более чем двумя сортами атомов, но без радикалов, F - структуры с двухили трехатомными радикалами, G - структуры с четырехатомными радикалами, Н - с пятиатомными радикалами, L - структуры сплавов, S – силикатов.
Например структурный тип Сu обозначается А1, сфалерита ZnS – В3, барита ВаSО4- НО2, корунда Аl2О3 - D51 и т. п. В одних структурных типах насчитываются десятки и сотни представителей (В3, В8), а в А9 - только один графит.
27