решетка

1 Разделы Таблицы Краткий курс по химии Биографии химиков Вещества Статьи Программы Великие химики Музей Опыты Опыты для дома Анекдоты Области химии Органическая Агрохимия Геохимия Экохимия Аналитическая Фотохимия Термохимия Нефтехимия Таблицы Таблица Менделеева Таблица растворимости Открытие элементов Распространенность элементов Кислотно-основные индикаторы Термодинамические константы Растворимость твердых веществ Растворимость не твердых веществ Тривиальные названия вещест Состав воздуха Энергии ионизации атомов Энтальпии испарения Энтальпии испарения-2 Температуры кипения Температуры кипения-2 Температуры плавления Температуры плавления-2 Частоты ЯМР для ядер Плотности в твердом состоянии Плотности в твердом состоянии-2 Красители E-100 - E-199 Консерванты E-200 - E-299 Антиоксиданты E-300 - E-399 Стабилизаторы E-400 - E-599 Усилители E-600 - E-699 Антифламинги E-900 - E-999 Информация Изобретения Ссылки 1. Кристаллическая решетка галогенидов серебра В твердом состоянии все галогениды серебра представляют собой ионные кристаллы. Это значит, что их кристаллическая решетка образована правильным чередованием катионов серебра Ag+ решетка анионов галогена Hal-, которые удерживаются на своих местах по преимуществу электрическими силами притяжения разноименных зарядов. Решетки бромида решетка хлорида серебра AgBr и AgCl относятся к простейшим из возможных—кубическим типа поваренной соли, т. е. ионы в них расположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям решетка расстояние между парой соседних ионов (так называемая постоянная решетки) по всем трем направлениям одинаково (рис. 1). Это расстояние составляет 2,88 А между ионами Ag+ решетка Вг- решетка вдвое больше между двумя последовательными ионами Ag+ или Вг-. В хлориде, оно составляет 2,77 А между ионами Ag+ решетка С1.- Что же касается нодида серебра Agl, то решетка его более сложна решетка меняется с изменением температуры; только выше 146 °С она становится кубической, но такие температуры для фотографии не представляют интереса. В случае совместной кристаллизации нескольких галогенидов серебра в единой решетке все определяется тем, относятся, ли., их решетки к одному решетка тому же типу. В случае AgBr + AgCl, когда обе решетки однотипны решетка постоянные обеих решеток близки, решетка смешанных кристаллов любого состава относится к тому же типу, что решетка чистых, т. е. является кубической, причем постоянная ее меньше, чем у бромида, но больше, чем у хлорида. Среди анионов в решетке встречаются как Вг-, так и С1~, расположенные вполне случайно, но в пропорциях, соответствующих химическому составу кристалла. В случае разнотипных решеток, как это имеет место, например, для AgBr + AgI, картина более сложна. Пока примесь AgI невелика, решетка смешанного кристалла, остается такой, как у основного вещества, в данном случае кубической, но в равномерной .заменой части ионов Вг- ионами I- в решетке в количестве, соответствующем доле примеси. При этом вероятность двум ионам I- оказаться рядом очень мала, решетка значит, вероятность образования малого участка чистого Agl в большом кристалле AgBr тоже пренебрежимо мала. Однако по мере увеличения доли Agl эта вероятность растет, и при достаточно большой доле выделение: Agl из общего кристалла в самостоятельные участки вместо равномерного смешивания с AgBr становится почти неизбежным; вот почему возможности добавления иодида серебра к другим галогенидам ограничены.
Мир химии.
Каждый ион в решетке обладает энергией, которая складывается из кинетической и потенциальной энергии его беспорядочных колебаний вокруг среднего равновесного положения. При наибольшем отклонении иона от среднего положения вся кинетическая энергия переходит в потенциальную, решетка величина последней равна работе, совершенной при перемещении иона в крайнее положение. Силы, удерживающие ион, являются силами притяжения решетка отталкивания зарядов по закону Кулона, за их счет и совершается ра” бота. Поскольку эти силы обратно пропорциональны квадрату расстояния, наибольшую роль играют силы-взаимодействия данного иона с ближайшими соседями, решетка их у каждого иона в кубической решетке шесть — сверху решетка снизу, спереди решетка сзади, справа решетка слева, причем действие их попарно уравновешивается. Энергия решетки кристалла в целом складывается из энергий всех составляющих ее ионов, решетка хотя зависит от всех сил взаимодействия в решетке, но так как главный вклад в общую энергию вносят силы взаимодействия ближайших соседей, то именно на этой части энергии мы сосредоточим внимание; Если решетка идеальна, т. е. последовательность чередования и взаиморасположения ионов нигде не нарушена, то энергия решетки распределена. в среднем поровну между всеми ионами. Любое же нарушение решетки, т. е. правильного расположения ионов, означает нарушение попарного равновесия сил, решетка оно неизбежно облегчает ионам смещение из равновесного положения — притяжение со стороны одного соседа не уравновешивается полностью притяжением с противоположной стороны. Следовательно, вблизи нарушения всегда происходит местное отклонение энергии от средней в сторону уменьшения. Как известно, если в данной точке пространства потенциальная энергия меньше, чем в окружающих точках, то попавшее в нее тело обладает большей устойчивостью. Так, шарик, вкатившийся в ямку, не израсходовал для этого никакой энергии извне, но выбраться из нее может только за счет внешнего воздействия; поэтому на дне ямки его положение более устойчиво, чем вблизи ее края или за ее пределами. Не случайно в кристаллах места с меньшей потенциальной энергией называют потенциальными ямами, решетка сравнивая их друг с другом, говорят об их глубине. Эти термины нам понадобятся в дальнейшем. Нарушения, или, как их чаще называют, дефекты, решетки весьма разнообразны. Их подразделяют обычно по двум важнейшим признакам: во-первых, они бывают точечными, если затрагивают только один ион, решетка протяженными, если затрагивают несколько (иногда очень много) последовательных ионов, и, во-вторых, они бывают примесными, если обусловлены посторонними ионами, атомами, молекулами, находящимися либо внутри, либо на поверхности кристалла, решетка собственными, если присущи также химически чистым кристаллам. Начнем с последнего признака. Из протяженных собственных дефектов назовем, прежде всего, дислокации, т. е. частичный сдвиг одного ряда атомов или ионов относительно соседнего — примеры есть на рис. 2. Далее, нередки случаи, когда кристалл формируется за счет сращивания нескольких более мелких решетка состоит из отдельных блоков, решетки которых образовывались независимо друг от друга решетка не согласованы между собой; границы между блоками также являются протяженными дефектами (рис. 3). Сходная картина наблюдается решетка в трещинах кристалла, когда решетки по обе стороны не совпадают. Наконец, можно отнести к протяженным дефектам решетка поверхность кристалла: ведь на ней в направлении, перпендикулярном к поверхности, ион всегда имеет соседа только с одной стороны решетка oi равновесии речи быть не может. Из точечных собственных дефектов мы не станем обсуждать дефекты на поверхности еще не полностью достроенной, когда в каких-то ее точках просто недостает атома или иона. Нам интересны так называемые тепловые дефекты в завершенной решетке, возникновение которых связано с излишне большой амплитудой колебаний отдельных ионов в решетке. Поскольку энергия колебаний распределена равномерно между всеми ионами только в среднем, то в каждый момент имеются ионы с амплитудой (а значит решетка энергией) колебаний больше решетка меньше средней. В числе первых могут оказаться (хотя их решетка мало) такие, которые, уйдя от равновесного положения, уже не вернутся к нему — слишком далеко ушли. В результате связь их с решеткой нарушается, решетка они начинают свободно перемещаться по кристаллу между нормально расположенными ионами, не выходя, разумеется, за пределы кристалла; их называют межузельными ионами, поскольку нормальные положения принято называть узлами решетки. Место, которое такой ион занимал прежде, остается вакантным — это значит, что любой из ионов, соседних с этим местом, потерял соседа решетка равновесие вокруг него нарушено. Оба дефекта — межузельный ион и вакансия — важны для электропроводности кристалла, что вскоре выяснится при рассмотрении электрических свойств галогенидов серебра. Поскольку число таких дефектов тем значительнее, чем больше средняя амплитуда колебаний, решетка она растет, в свою очередь, с температурой кристалла, точечные тепловые дефекты играют тем более важную роль, чем температура выше. Отметим здесь одну особенность бромида решетка хлорида серебра, не свойственную другим ионным кристаллам: в них точечные тепловые дефекты встречаются почти исключительно среди катионов, причем в довольно большом количестве. Так, при комнатной температуре до 0,01% всех ионов Ag+ переходит из узлов решетки в межузлия, т. е. по каждому из трех направлений почти каждый 20-й по порядку ион Ag+ отсутствует на своем месте. Среди анионов этого не наблюдается не только при комнатной температуре, но решетка при более высоких; даже вблизи точки плавления число анионных вакансий меньше числа катионных во многие тысячи раз. Точечные дефекты возникают решетка за счет примесей. Если примесь присутствует в ионной форме, она может встроиться в ионную решетку, заняв там место катиона или аниона (возможно, того решетка другого), в зависимости от ее знака. Если заряд примесного. иона такой же, как основного (например, ион Na+ или I- в решетке AgBr), то влияние его на энергию решетка другие свойства решетки обычно невелико, хотя энергия взаимодействия в этом месте решетки слегка изменяется решетка возникает мелкая потенциальная яма (теперь эти термины вам уже известны). Более значительно влияние ионов с валентностью иной, чём у основных. Так, ионы Cd2+ или Рb2+ (а их вводят в AgBr в некоторых Специальных эмульсиях), занимая место одного катиона, сообщают решетке заряд двух катионов Ag+. Чтобы она осталась в целом нейтральной, как было без примесей, один из ближайших ионов Ag+ должен покинуть свое место решетка перейти на положение межузельного. Вместо двух узлов, заполненных одновалентными катионами, получится один, заполненный двухвалентным катионом, одна катионная вакансия решетка один межузельный катион, т. е. довольно значительное нарушение порядка в решетке. С точечными примесными дефектами могут быть связаны решетка более сложные образования. Так, могут образовываться конгломераты из нескольких вакансий, межузельных решетка примесных ионов, решетка на поверхности кристаллов ионы Ag+, находясь на своих местах в узлах решетки AgBr, могут одновременно участвовать в образовании нароста, например другой соли серебра, скажем сульфида AgS или бромида другого металла (примесного); разумеется, такое соседство вызывает значительные нарушения порядка в соответствующих местах кристалла. Указанным путем, решетка возможно решетка другими, на поверхности могут возникать не только точечные, но решетка протяженные примесные дефекты, но даже самые крупные из них оказываются малы по сравнению с линейными размерами обычных фотоэмульсионных кристаллов. Назад Поддержите сайт, поставте на нас ссылку. Пример ссылкиКод ссылки Мир химииМир химии Выбрать другой баннер... Немножко рекламы: Аэропоток - полеты в аэродинамической трубе, экстримальный отдых Метизы со специальными требованиями к качеству поверхности изделий, покрытию. Администратор разделы степ-аэробика datamax природа охота деловой костюм аэробика решетка