NaCl-подобные структуры. С чем связано понижение симметрии структур?

???

 

Что такое параметры элементарной ячейки? В каких единицах они измеряются?

Параметры - 3 координатных вектора и углы между ними. Параметры ячейки измеряются в ангстремах или нанометрах, углы - в градусах.

 

В каких единицах измеряются координаты атомов? Какие высоты (координаты z) могут иметь атомы, образующие двухслойную плотнейшую упаковку? Показать на рисунке.

В ангстремах или нанометрах.

???

 

В чем суть правила локального баланса валентных усилий?

Оно позволяет наиболее рационально распределить в структуре атомы разной валентности. Оно требует, чтобы в стабильной структуре соблюдался локальный баланс валентностей, т.е. чтобы сумма валентных усилий (отношение валентности атома к его координационному числу) всех ближайших соседей данного атома была примерно равна его собственной валентности.

 

В чем суть явления полиморфизма? Примеры.

Полиморфизм - это явление существования химического соединения в двух или нескольких модификациях, различающихся между собой кристаллическими структурами. Это реакция кристаллического вещества на изменение физико-химических условий.

Например, известны две полиморфные модификации серы: ромбическая и моноклинная. Превращение одной модификации в другую про исходит при Т = 95,6° С. Структура CsCl, при обычной температуре относящаяся к кубической а-модификации (Р-решетка Браве), после нагревания до 7= 445° С переходит в модификацию со структурой типа NaCl. Переход обратим.

 

В чем основное отличие кристаллического вещества от аморфного?

Кристаллические тела анизотропны, аморфные - изотропны. Аморфные тела не имеют кристаллической структуры и, в отличие от кристаллов, не расщепляются с образованием кристаллических граней.

 

В чем суть явления изоморфизма? Примеры.

Изоморфизм — это взаимное замещение химических элементов в кристаллических структурах, т. е. образование смешанных кристаллов, обусловленное близостью объемных структурных единиц и их химической природы.

Пример: замещение Mg на Fe в оливине.

 

Что такое совершенный изоморфизм и чем он отличается от несовершенного? Приведите примеры.

Если два вещества дают изоморфные смеси любых концентраций (непрерывный ряд твердых растворов), то изоморфизм называют совершенным. В противном случае говорят о несовершенном изоморфизме. Совершенный изоморфизм характерен только для изоструктурных веществ, имеющих сходное пространственное расположение атомов или ионов и поэтому сходные по внешней форме кристаллы. Для несовершенного изоморфизма условие изоструктурности необязательно.

Пример совершенного изоморфизма - кристаллы квасцов KAl(SO4)*12H2O, в которых ионы К + могут в любом количестве замещаться ионами Rb+, (NH4)+.

Пример несовершенного изоморфизма: кальцит и магнезит имеют одинаковые структуры, но непрерывных твердых растворов Са и Mg не образуют.

 

Чем отличается гетеровалентный изоморфизм от изовалентного? Примеры.

Процесс замещения частиц одинаковой валентности носит название изовалентного изоморфизма, разновалентных — гетеровалентного.

Наиболее легко реализуется изовалентный изоморфизм — замещение одних атомов другими происходит без изменения общего числа атомов в структуре. Например, в группе оливинов — фаялит Fe2[SiO4]и форстерит Mg2[SiO4] где 2Fe2+ замещаются на 2Mg2+.

Пример гетеровалентного изоморфизма: в полевых шпатах — альбите NaAlSi3O8 и анортите CaAl2Si2O8, где замещение Na+ на Са2+ сопровождается заменой Si4+ на АL3+.

 

В чем суть явления морфотропии? Примеры.

При закономерном изменении химического состава в некотором ряду сходных соединений в какой-то момент наблюдается резкое изменение формы кристаллов. Это явление называется морфотропией.

В качестве примера рассмотрим соединения с типом химической формулы АХ — ряд хлоридов щелочных металлов

В этом ряду первые четыре соединения относятся к структурному типу NaCl, переход к CsCl сопровождается резким изменением структурного типа: если первая группа характеризуется КЧ = 6 для катионов, то для CsCl КЧ(Cs)= 8

 

В чем суть явления политипии? Примеры.

Политипия - такие полиморфные превращения, при которых неизменными сохраняются целые участки структур.

В качестве примера можно рассмотреть различные модификации Cdl2. Валентно-насыщенные пакеты CdI2, — слои из CdI2-октаэдров — чередуются со слоями вакантных октаэдрических пустот в структурах, построенных по закону различных плотнейших упаковок. По нескольку десятков политипных модификаций описано для таких каркасных структур, как SiC и ZnS.

 

Что положено в основу классификации силикатов? Основные подразделения классификационной таблицы силикатов.

Объединение тетраэдров через общие кислородные вершины приводит к большому числу разнообразных кремнекислородных мотивов, которые и были положены в основу классификации силикатов.

В чем отличие алюмосиликатов от силикатов алюминия? Примеры.

Алюмосиликатами называются только такие силикаты, в которых алюминий окружен четырьмя атомами кислорода и даже изоморфно замещает кремний (т.е. роль глинозема действительно близка (но не идентична) роли кремнезема). В других случаях алюминий в силикатах окружен шестью атомами кислорода.

Примеры: силикаты алюминия - гранаты, каолин, алюмосиликаты - полевые шпаты (альбит, ортоклаз, анортит).