Структура - молекулярный кристалл
Cтраница 1
Структура молекулярных кристаллов определяется симметрией молекул, их составляющих. В общем случае, так как молекулы более громоздки и менее симметричны, чем отдельные атомы, молекулярные кристаллы менее компактны и более рыхлы, чем атомные, простые ионные и металлические. [1]
Структуры молекулярных кристаллов обычно характеризуются низкой симметрией, поскольку симметрия определяется тем, как отдельные молекулы соединения могут паковаться друг с другом, а молекулы часто являются некомпактными и несимметричными. Особый случай составляют инертные газы; в них структурными единицами являются отдельные атомы, а не молекулы, но силы имеют такой же характер, как взаимодействие неполярных молекул. Поскольку в этом случае структурные единицы - сферические, упаковка может быть особенно компактной и симметричной. [2]
Рассмотрены преимущественно структуры молекулярных кристаллов. Кроме того, описаны некоторые ионные структуры или особенно важные, или относящиеся к соединениям с крупными органическими радикалами, практически полностью определяющими упаковку. [3]
 |
Распределение органических кристаллов по пространственным группам. [4] |
Очень часто структуры молекулярных кристаллов можно рассматривать приблизительно как плотнейшую упаковку эллипсоидов. Если сферы этих упаковок деформировать в эллипсоиды, сохраняя при этом координационное число, то будут получены эллипсоидные упаковки. Кристаллические структуры бензола, нафталина, парафинов с длинными углеродными цепями, различных белков и вирусов относятся к деформированной гцк. [5]
 |
Расположение сфер в плотнейшей кубической ( о и гексагональной ( б упаковке. [6] |
Заметное отклонение структуры молекулярного кристалла от плотнейшей упаковки происходит при наличии между молекулами водородной связи, например у льда. Искажение валентных углов здесь требует значительных затрат энергии. Этим объясняется рыхлая структура льда. Энергия кристаллической решетки молекулярного кристалла выражается тепловым эффектом его сублимации. Эта величина для разных веществ колеблется от долей единицы до нескольких дееятков кДж / моль и более, что значительно ниже, чем энергии решетки других типов кристаллов. [7]
В конечном счете структура молекулярного кристалла определяется стремлением к минимуму свободной энергии FU-7 S. Однако выигрыш в-симметрии обычно приводит к резкому увеличению внутренней энергии U. Последнее означает, что возмущение II рода представляет собой частое явление в кристалле. Напротив, возмущение I рода возникает лишь в силу специфических причин, которые обсуждались ранее [4, 5], и встречается сравнительно редко. [8]
Плотность упаковки молекул в структуре молекулярного кристалла характеризуется коэффициентом упаковки k, который представляет собой частное отделения объема молекулы, вычисленного по величине межмолекулярного радиуса, на объем той же молекулы, установленный по данным рентгеновских измерений. Значения коэффициента упаковки для молекулярных кристаллов находятся в пределах от 0 65 до 0 77, как и для плотных укладок эллипсоидов и шаров. Вещества, имеющие молекулы такой формы, что любая их укладка не может иметь коэффициент упаковки больше 0 6, при отвердевании образуют не молекулярные кристаллы, а стекла. [9]
Это наблюдается даже в тех случаях, когда относительно короткие олигомерные молекулы образуют структуру молекулярных кристаллов. Однако многочисленные детальные исследования показали, что получаемые экспериментальные результаты дают достаточно надежные сведения, позволяющие судить об относительно большей или меньшей упорядоченности структуры полимера. [10]
Ненаправленность ван-дер-ваальсовских связей, действующих между молекулами - структурными единицами в молекулярных кристаллах - во всех случаях позволяет молекулам располагаться плотнейшим образом. Структура молекулярных кристаллов устойчива в тех случаях, когда молекулы не накладываются друг на друга, но имеют максимальное количество точек соприкосновения. [11]
 |
Кристаллическая решетка аргона.| Кристаллическая решетка иода. [12] |
Островные молекулярные решетки имеют, например, твердый водород, кислород, азот, галогены, аргон, диоксид углерода, а также многие органические вещества. Структуру молекулярных кристаллов, образованных неполярными молекулами, в основном обусловливает дисперсионное взаимодействие. [13]
 |
Кристаллическая структура алмаза. [14] |
Молекулярные кристаллы образуются из атомов или молекул, которые удерживаются в кристалле вандерва-альсовыми взаимодействиями или водородными связями. На рис. 50 для иллюстрации приведена структура молекулярного кристалла 12 - Молекулы иода располагаются так, что их центры масс занимают вершины прямоугольного параллелепипеда и центры граней, причем в решетке существуют две различные ориентации молекул иода. Так же как и в случае жидкости, полуколичественной мерой энергии взаимодействия между частицами в кристалле является температура, при которой происходит изменение агрегатного состояния, в данном случае температура плавления. [15]
Страницы: 1 2