Кристаллическая структура - элемент
Cтраница 1
Кристаллические структуры элементов указаны на диаграмме соответствующими символами. Для элементов с несколькими аллотропическими состояниями символы сопровождаются соответствующими греческими буквами. Для различия между аллотропическими состояниями, вызываемыми обратимыми и зависящими от температуры превращениями ( как, например, в случае железа), и состояниями, встречаемыми при изготовлении металла в специальных условиях ( например, вольфрам), греческие буквы ставятся в первом случае с левой стороны символа, а во втором - с правой. [1]
Кристаллические структуры элементов Ша группы ( бор-таллий) обусловлены более сложным строением их внешних электронных оболочек. Полной ионизации, соответствующей отделению трех внешних электронов при комнатной температуре, нет, по-видимому, ни у одного из этих элементов, поэтому ни один из них не имеет низкотемпературной объемно-центрированной кубической модификации. Незастроенная внешняя электронная оболочка элементов Ilia группы содержит один р-электрон и два s - электрона. Согласно правилу К8 - JV, элементы этой группы должны были бы образовывать ковалентные кристаллы с числом ковалентных связей, равным пяти. Однако даже у наиболее неметаллического из этих элементов - бора, обладающего ковалентными свойствами, такая связь строго не реализуется, так как осей симметрии пятого порядка в кристаллах не существует. Атомы бора образуют сложную тетрагональную ячейку из икосаэдров, причем часть атомов образует шесть связей, а часть - четыре, так что в среднем число связей равно пяти. [2]
 |
Расположение облаков электронов, образу-связи. [3] |
Кристаллическая структура элементов В - подгруппы правилу Юм-Розери, согласно которому координационное число фиксированного атома п 8 - N, где N - номер группы периодической системы, в которой находится данный элемент. [4]
Кристаллические структуры элементов подгруппы цинка показывают значительные отклонения от плотнейшей упаковки шаров. Существует предположение, что это обусловлено повышенной ролью в них ковалентных связей. По сжимаемости они близки к магнию. Электросопротивление всех трех элементов с повышением давления уменьшается, но у Zn и Cd это происходит плавно, а у Hg - со скачком около 33 5 тыс. ат. [5]
 |
Лабораторная установка для очистки ртути. [6] |
Кристаллические структуры элементов подгруппы цинка показывают значительные отклонения от плотнейшей упаковки шаров. Существует предположение, что это обусловлено повышенной ролью в них ковалентных связей. По сжимаемости они близки к магнию, тогда как сжимаемость ртути меньше, чем у бериллия. Электросопротивление всех трех элементов с повышением давления уменьшается, но у Zn и Cd это происходит плавно, а у Hg - со скачком около 33 5 тыс. ат. [7]
Рассмотрим кристаллические структуры элементов в связи с их электронным строением. Водород и гелий, образующие первый период, имеют соответственно один и два s - электрона в первой оболочке. Размещение водорода в I и VII группах оправдано кристаллохимически, так как твердый водород имеет молекулярную решетку, построенную из двухатомных молекул, так же как структуры галогенов. С другой стороны, при высоких давлениях водород должен переходить в металлическое состояние и, следовательно, сближаться со щелочными металлами. [8]
В табл. 2 приведена кристаллическая структура элементов. [9]
Аналогичная картина наблюдается в изменении кристаллических структур элементов пятого периода. Рубидий обладает ОЦК структурой. Низкотемпературная модификация стронция изоморфна а-калъцию. Элемент Ilia подгруппы - индий обладает гранецентрированной тетрагональной структурой, близкой к ГЦК решетке алюминия. Гранецентри-рованная тетрагональная структура индия является переходом к объемно-центрированной тетрагональной структуре р-олова. В ряду сурьма - йод, структуры которых возникают путем образования направленных двухэлектронных связей, происходит окончательная потеря металлических свойств. Иттрий, цирконий, ниобий и молибден изоморфны, включая полиморфные модификации, соответственно скандию, титану, ванадию и хрому, и только гексагональные плотные упаковки технеция и рутения отличаются от структур марганца и железа. Родий, палладий и серебро имеют такие же гранецентри-рованные решетки, как ( i-кобальт, никель, медь, а кадмий - такую же решетку, как цинк. [10]
Строение внешних электронных оболочек атомов определяет и кристаллическую структуру элементов. Так, атомы щелочных металлов при образовании кристалла из-за незначительной величины первого ионизационного потенциала теряют единственный плохо связанный валентный s - электрон и образуют положительные однократно заряженные ионы с заостренными рв-подоболочками. При взаимодействии этих положительных ионов с электронным газом, образующимся из отделившихся s - электронов, возникает металлическая связь, притягивающая ионы. При орбитальном взаимодействии р3 - подоболочек соседних ионов вследствие прямоугольное р-орбит по трем осям в прямоугольных координатах происходит перестройка ионов в решетку типа Кб. В пространстве внутри этого куба размещается еще один ион и образуется ( типичная для большинства металлов) решетка типа К8, состоящая из двух простых, как бы вписанных одна в другую, кубических решеток. [11]
Строение внешних электронных оболочек атомов определяет и кристаллическую структуру элементов. Так, атомы щелочных металлов при образовании кристалла из-за незначительной величины первого ионизационного потенциала теряют единственный плохо связанный валентный s - электрон и образуют положительные однократно заряженные ионы с заостренными рв-подоболочками. При взаимодействии этих положительных ионов с электронным газом, образующимся из отделившихся s - электронов, возникает металлическая связь, притягивающая ионы. При орбитальном взаимодействии р6 - подоболочек соседних ионов вследствие прямоугольности р-орбит по трем осям в прямоугольных координатах происходит перестройка ионов в решетку типа Кб. В пространстве внутри этого куба размещается еще один ион и образуется ( типичная для большинства металлов) решетка типа К8, состоящая из двух простых, как бы вписанных одна в другую, кубических решеток. [12]
В целом анализ кривых атомных радиусов и рассмотрение кристаллических структур элементов в связи с расположением их в периодической таблице дают надежное кристаллохимическое доказательство разделения элементов каждой группы на основную и две побочные подгруппы, правомерности размещения лантаноидов и актиноидов во II-VIII группах 6-го и 7-го периодов в качестве подгрупп с, а также обосновывают правильность всех смещений элементов, вытекающих из рассмотрения строения их электронных оболочек. [13]
Форма электронных облаков, создаваемых внешними электронами, в значительной степени определяет кристаллическую структуру элементов. [14]
Роль, которую играет число валентных электронов при переходе от металлической связи к ковалентной, была выявлена Юм-Розери [ 18J1 при изучении кристаллической структуры элементов, расположенных в правой части периодической таблицы. Хотя, как будет показано в § 18.4, эти представления не полностью независимы от допущения наличия зон энергии, они выражают иной подход к этому вопросу. [15]
Страницы: 1 2