Алмаз структура

Углерод графит, алмаз) С (атомный номер 6, Гпл = 3378° К, структура графит — гексагональная, алмаз—структура алмаза). [c.45]

Аналогично хлористому натрию в случае ионных кристаллов, типичным представителем валентных кристаллов является алмаз. Структура алмаза изображена иа рнс. 4. Её характерной чертой является то, что число ближайших соседей каждого атома, равное четырём, совпадает [c.74]

КУБИЧЕСКИЕ РЕШЕТКИ ПРИМИТИВНАЯ ЯЧЕЙКА, ЯЧЕЙКА ВИГНЕРА — ЗЕЙТЦА И УСЛОВНАЯ ЯЧЕЙКА КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ И РЕШЕТКИ С БАЗИСОМ ГЕКСАГОНАЛЬНАЯ ПЛОТНОУПАКОВАННАЯ СТРУКТУРА И СТРУКТУРА ТИПА АЛМАЗА СТРУКТУРЫ ТИПА ХЛОРИДА НАТРИЯ, ХЛОРИДА ЦЕЗИЯ И ЦИНКОВОЙ ОБМАНКИ [c.76]

Сильная ковалентная связь с энергией порядка 10 Дж/моль определяет высокую температуру плавления и прочность кристаллов. Ковалентной связью обусловлены структуры так называемых атомных кристаллов — алмаза, кремния, германия, серого олова и др. [c.9]

Структура алмаза (рис. 1.28). По типу структуры алмаза кристаллизуются полупроводники S1 и Ge. Структура алмаза является примером неплотно упакованной —структуры с координационным числом, 1 .равным 4. Каждый атом углерода [c.32]

Обычно говорят, что структура алмаза идентична структуре цинковой обманки, если в ней и атомы Zn и атомы S заменить на атомы углерода. Н. В. Белов предложил описание структуры алмаза в рамках плотнейшей упаковки. Для этого было сделано предположение, что структура составлена из двух сортов атомов углерода 0 + и С - радиусы которых равны 0,015 и около 0,15 нм соответственно. Крупные анионы С" - образуют плотнейшую упаковку. Такая структура вследствие обменного взаимодействия электронами, существующего между атомами углерода (в алмазе имеет место ковалентный тип связи), непрерывно осциллирует в том смысле, что фиксированные как положительные атомы С + в следующий момент становятся отрицательными атомами С и наоборот. Такая осцилляция приводит к исключительной устойчивости структуры и высокой твердости алмаза. [c.32]

К ковалентным кристаллам относят твердые тела, кристаллическая структура которых образована за счет ковалентной связи. Типичными представителями кристаллов с чисто ковалентной связью являются алмаз, кремний, германий, серое олово, которые построены по типу структуры алмаза (см. рис. 1.28). [c.75]

Рис, 2.7. Схематическое изображение связей в структуре алмаза (а) и в молекуле водорода На (б). Каждый атом углерода отдает на связь четыре валентных электрона. В молекуле водорода каждый атом водорода отдает на связь по одному электрону и связь оказывается локализованной [c.76]

Рис. 2.8. Тетраэдрическое расположение атомов углерода н структуре алмаза. Стрелки — направления обмена электронами

Так, например, структура типа алмаза у элементов IV группы, имеющих четыре внешних валентных электрона s p (алмаз Si,Ge, a-Sn), возникает вследствие перехода одного s-электрона в р-состояние (рис. 2.10). [c.81]

В зависимости от кристаллической структуры один и тот же элемент может быть либо металлом, либо полупроводником, либо диэлектриком. Например, известно, что белое олово—металл, а серое—полупроводник, углерод в виде алмаза—диэлектрик, а в виде графита он проявляет металлические свойства. [c.84]

Полупроводники со структурой алмаза, вюрцита, цинковой обманки и близких к ним являются относительно рыхлыми. Они содержат большие межатомные пустоты, в которых могут легко раз-меш,аться междоузельные атомы. Междоузлия в структуре алмаза имеют тетраэдрическое окружение. Их расположение иллюстрируется рис. 3.4. [c.87]

Рис. 3.4. Расположение тетраэдрических междоузлий в структуре алмаза

Зона Бриллюэна есть своеобразный геометрический образ форма ее зависит только от кристаллической структуры решетки, а не от природы действующих в ней сил. Так как обратная решетка, а следовательно, и зона Бриллюэна определяются только основными векторами прямой решетки, то зона Бриллюэна одна и та же как для простых, так и для базисных решеток одной сингонии (например, для простой гранецентрированной решетки и для решетки типа алмаза). В случае простой кубической решетки зона Бриллюэна представляет собой куб (рис. 27). [c.65]

Кремний и германий — широко используемые и наиболее исследованные полупроводники. Кристаллизуются в решетке алмаза. Имеют сложную зонную структуру. [c.455]

Определить ориентацию и положение всех элементов симметрии для ГЦК и ГПУ решеток, структуры алмаза. [c.154]

Из ковалентных (и близких к ним) кристаллов упомянем только структуру алмаза и сфалерита. Первую из них можно рассматривать как ГЦК решетку Бравэ с базисом из двух атомов С, расположенных в точках с координатами [[ООО]], [[1/4, 1/4, 1/4]], а вторую —как ГЦК решетку Бравэ с базисом, состоящим из атома (для соединения ZnS) Zn, расположенного в точке с координатами [[ООО]], и S в [[1/4, 1/4, 1/4]]. В обоих случаях в элементарной ячейке по 8 атомов. В структуре типа алмаза их координаты [[ООО]], [[1/2, 1/2, 0]], [[1/2, О, 1/2]], [[О, 1/2, 1/2]], П1/4, 1/4, 1/4]], [[3/4, 3/4, 1/4]], [[3/4, 1/4, 3/4]], [[1/4, 3/4, 3/4]]. В структуре сфалерита координаты атомов Zn суть [[ООО]], [[1/2, [c.175]

Найти координаты и радиусы пустот в кристаллах со структурой алмаза и ГПУ решеткой. [c.187]

Найти структурную амплитуду и погасания для кристаллов со структурами алмаза и сфалерита. [c.187]

В случае ковалентной связи могут возникать молекулы, или кристаллы. Так, два атома хлора, каждый из которых имеет семь электронов на внешнем уровне Зр, обладают одной парой общих электронов и образуют молекулу. Атом германия, имеющий четыре электрона на внешней оболочке, имеет по одному общему электро-ну с четырьмя соседними атомами и в результате обладает восемью коллективизированными электронами. Электрон переходит с орбиты одного атома на орбиту другого атома, не отрываясь полностью от каждого из них. Каждый атом окруженный четырьмя соседями, является центром тетраэдра. Образуется трехмерная кубическая структура типа алмаза (рис. 3). [c.8]

Рнс. 3. Кристаллические структуры элементов, образованные по правилу 8—A/S а — алмаза — элемент 1VB подгруппы б — сурьма — элемент VB подгруппы [c.9]

III группы — алюминия, галлия, индия с элементами V группы — фосфором, мышьяком и сурьмой. Все эти соединения обладают кристаллической структурой цинковой обманки ZnS, подобной структуре алмаза. Несмотря на сходство с германием в области кристаллического строения, имеется существенное отличие в химической связи. Для образования четырех парных связей атома индия с другими атомами не- [c.193]

Природ ный графит представляет собой одну из модификаций чистого углерода слоистой структуры (рис. 7-29) с больш ой анизотропией как электрических, так и механических свойств. Основные свойства графита (а также пиролитического углерода, см. ниже) приведены в табл. 7-11. Следует отметить, что чистый углерод в модификации алмаза представляет собой диэлектрик с весьма высоким удельным сопротивлением. [c.227]

Примеси замещения. Ковалентные структуры типа алмаза. Германий и кремний — элементы четвертой группы таблицы Менделеева — имеют структуру алмаза, в которой каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями. В данной структуре действуют ковалентные связи. [c.234]

В кристаллах с ковалентной связью (гомеоиоляриой) валентные электроны обобществлены соседними атомами. Этот тип связи характеризуется высокой электронной плотностью между ионами и резкой нанрав-ленностью. Наир., атомы С соединяются друг с другом или с др. атомами так, что четыре их связи (четыре валентные электрона) располагаются в пространстве определенным образом (см. Алмаза структура). [c.116]

Обозначения г — гранепентрировапнын куб о — объемно-центрированный куб г — гексагональная плотная упаковка . . о п- спец. типы структур (различные для каждого структура алмаза — структура мышьяка. [c.196]

Алмазоподобные П. м. образуются рядом элементов (табл. 1), склонных к созданию кристаллич. структур с четверной (тетраэдрич.) коор.динацией атомов, характерной для алмаза структуры это связано с их энергетич. характеристиками, в частности с их гродство.и к электрону. [c.113]

Практически важными и довольно прост.ыми структурами являются объемноцентрированная кубическая, гранецентриро-ванная кубическая, гексагональная структура с плотной упаковкой, структура алмаза, структуры типа Na l и s l, кубическая и гексагональная модификации кристалла ZnS. [c.57]

Существование второй модификаций углерода — графита (стабильной при нормальных условиях) — связано с иным, чем в алмазе, характером гибридизации волновых функций, участвующих в образовании химической связи. Графит существенно отличается от алмаза структурой и своими физическими свойствами. Он имеет слоистое строение и гексагональную структуру, показанную на рис. 2.14. Атомы углерода лежат в параллельных плоскостях, в каждой из которых они расположены в вершинах правильных шестиугольников. Расстояние между атомами в слое ( 1 = 1.42 А) близко к длине связи в алмазе, что указывает на ковалентный характер связи в слое, а большое расстояние между слоями ( 2 = 3.35 А) указывает на слабую связь между ними, по-видимому, обусловленную действием ван-дер-ваальсовых сил. Естественно предположить, что в графите валентные связи строятся не на зр - (как в алмазе), а на 5р -гибридных и р-орбиталях. Действительно, эксперимент показывает, что три эквивалентные связи образуют плоскую структуру (слой) и расположены под углом близким к 120° ( р -гибридные орби- [c.44]

Значение модулей упругости определяется силами межатомного взаимодействия и являются константами материала. Так, например, модуль нормальной упругости для алюмшния 0,8Х ><10 кгс/мм2, для железа — 2-10 кгс/мм , молибдена ЗХ XIO кгс/м м2. Наименее жестким материалом является резина = 0,00007-Ю кгс/мм , а наиболее жестким — алмаз =12Х Х10 кгс/мм . Эта механическая характеристика структурно нечувствительна, т. е. термическая обработка или другие способы изменения структуры металла практически не изменяют модуля упругости. [c.65]

Синтезированы фуллереновые комплексы с участием фтора, некоторых металлов, водорода и других элементов. Из фуллеренов Сбо и С70 получены конденсированные системы (фуллериды), которые по своему состоянию подобны структуре твердых инертных газов. Показана возможность получения кристаллической структуры алмаза из поликристаллического фуллерена Сбо при давлении на порядок ниже, чем это требуется при превращении графита в [c.213]

Фуллереньг относятся к самоорганизующимся структу рам и являются третьей формой углерода, кроме известных структур алмаза и графита. Это замкнутые сферические или сфероидальные молекулы, состоящие из пяти- и шестиугольников. [c.53]

Парные дефекты Френкеля возникают легче в кристаллах, содержащих большие межатомные промежутки, чем в плотноупа-кованных. В последних для междоузельных атомов, попросту говоря, нет места. Примером кристаллов первого типа являются кристаллы со структурой алмаза и каменной соли, а кристаллов второго типа—металлы с плотной упаковкой. Так, например, маловероятно встретить при обычных условиях междоузельные атомы в гранецентрированных (ГЦК) металлах. Единственным типом меж- [c.86]

Электронная структура атомов, образующих твердое тело, не единственный фактор, обусловливающий различие в заполнении зон. На примере Na l мы видели, что важную роль играет природа химической связи. Характер заполнения энергетических зон зависит также и от структуры кристалла. Так, например, углерод в структуре алмаза — диэлектрик, а углерод в структуре графита обладает металлическими свойствами. [c.231]

Углерод расположен в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева под номером 6 и имеет температуру плавления 3900°С, кипения 4825°С, атомную массу 12,0115. Структура его гексагональная и типа алмаза, графита а = 0,356 нм г = 0,076 нм. Роль углерода при формировании физико-механических и эксплуатационных (износостойких, жаростойких) свойств жаропрочнЕ>1х отливок очень велика. [c.72]

Остановимся еще на одной особенности ковалентной связи. Выше при решении уравнения Шредингера для молекулы водорода мы конструировали волновые функции с помощью линейной комбинации атомных орбиталей, выбирая за стартовые атомные орбитали изолированных атомов. Однако такой прямолинейный подход не всегда оказывается успешным и, например, для молекул и кристаллов, содержащих атомы углерода (а также кремния, германия и т. д.), он не привел к успеху. Так, изолированный атом С имеет электронную конфигурацию (ls) (2s) 2px2py. Естественно было ожидать, что углерод окажется двухвалентным с двумя перпендикулярными связями. Однако четырехвалентность углерода хорошо известна и, вообще говоря, она могла быть объяснена возбуждением при образовании молекул одного из 2з-элект-ронов и его переходом в 2рг состояние. В этом случае можно было ожидать появления трех более сильных и одной более слабой связей. Однако экспериментально было надежно доказано, что у углерода наблюдаются 4 равноправные связи с углами 109°28. Этот результат удалось полностью объяснить тем, что при вхождении атомов углерода в соединение (причем с самыми разными атомами углеродом при образовании алмаза, водородом или хлором при образовании СН4 или U и т. д.) происходит перестройка их электронной структуры так, что одна 25 и три 2р орбитали углерода гибридизуются, происходит sp гибридизация и [c.111]

Важен вопрос о связи точечной симметрии структурных единиц и симметрии их положения в кристалле. Известно много случаев, когда такая связь действительно существует металлы в простых структурах металлов и сплавов, ионы в ионных кристаллах, углерод в структуре алмаза и т. д. Однако существует немало структур, в которых симметричные атомы занимают положения с меньшей симметрией (при этом непременно выполняется принцип Кюри — точечная группа положения является подгруппой точечной группы симметрии структурной единицы). Причина подобиой ситуации достаточно проста. Если минимум энергии системы достигается при занятии структурными единицами низкосимметричных положений, то собственная симметрия структурных единиц может не играть определяющей роли и может не совпадать с симметрией положения. Кроме того, в сложных структурах число наиболее симметричных положений может [c.156]

Для объяснения данных был предложен ряд моделей, обзор которых дан в [59, 68]. Эти модели можнс подразделить на две основные группы. В первой принимается, что тройки атомов (связей) при образовании структуры могут либо поворачиваться относительно первой тройки вокруг четвертой связи на 60° (такая конфи---гурация реализуется в алмазе, азы- , вается зигзагообразной и приводит к образованию шестизвенных колец), либо не поворачиваться (при такой конфигурации, называемой загораживающей, возникают пятизвенные кольца). Двенадцать пентагональных колец образуют пентагональный додекаэдр, названный аморфоном (рис. 12.4). [c.279]

Каждому материалу присуща своя структура кристаллической решетки, которая не является чем-то неизменным для данного вещества. Некоторым веществам свойственны несколько устойчивых кристаллических структур, соответствующих различным температурам и давлениям. Такое явление носит название полиморфизма или модификаций. Например, углерод имеет две устойчивые модификации алмаз и графит. Элементарныг ячейки кристалла алмаза [c.129]

Чистый германий обладает металлическим блеском, характеризуется относительно высокой твердостью и хрупкостью. Он кристаллизуется в структуре алмаза, плавится при температуре 937 С. плотность при 25 °С равна 5.33 г/см . В твердом состоянии германий типичный ковалентный кристалл. Кристаллический германий химически устойчив иа воздухе при комнатной температуре. Размельченный в порошок германий при нагревании на воздухе до температуры 700 °С легко образует диоксид германия GeOj. Германий слабо растворим в воде и практически нерастворим в соляной и разбавленной серной кислоте. Активными растворителями германия в нормальных условиях является смесь а,зотной и плавиковой кислот и раствор перекиси водорода. При нагревании германий интенсивно взаимодействует с галогенами, серой и сернокислыми соединениями. [c.284]

Атомный номер олова 50, атомная масса 118,69, атомный радиус 0,158 нм. Известно 20 изотопов, стабильных и радиоактивных. Электронное строение [Kr]4rf 5s 5p . Электроотрицательность 1,4. Потенциал ионизации 7,332 эВ. Кристаллическая решетка при температуре ниже 13 °С серое а-олово с кубической решеткой типа алмаза с параметром 0=0,65043 нм, выше 13 °С белое -олово с тетрагональной решеткой с параметрами а = 0,58312 нм, с=0,31814 нм, с/о=0,546. Переход - в а-олово сопровождается увеличением объема и образованием кристалликов серого цвета (оловянная чума). Скорость превращения при ОХ 0,2 мм/сут и максимальная при —33 X. Контакт с серым оловом ускоряет превращение. Чистое белое олово без соприкосновения с серым может сохранить свою структуру до температуры —272 X. При длительном вылеживании при 20 X серое олово превращается в белое повышение температуры ускоряет процесс плавление способствует мгновенному переходу серого олова в белое. Плотность белого олова 7,295, серого 5,846 т/м . /пл = 232Х, /квп=2270Х. Температурный коэффициент линейного расширения при ОХ =21-10 К . Упругие свойства олова =55 ГПа, 0=17 ГПа. [c.56]

Примеси внедрения. Структуры типа алмаза. Тип электропроводности определяется размерами и электроотрицательностью примесных атомов, внедряющихся в междоузлия решеток полупроводников IV группы периодической системы. Эксперимент показывает, что, в противоречие с указанным выше правилом валентности, литий (I группа), внедряясь в междоузлия решетки германия, будет донором, а кислород (VI группа) — акцептором. Внедрение большого по размерам атома лития в тесные междоузлия решетки германия оказывается возможным только после его ионизации вследствие слабой связи валентного электрона, легко о грыва-ющегося от своего атома в среде с большой диэлектрической проницаемостью (б германия-16). Образовавшийся ион лития меньших размеров может уже внедряться в тесные междоузлия решетки, а освободившийся электрон обусловливает электропроводность п-типа. Внедрение в междоузлия решетки полупроводника атомов кислорода, имеющих сравнительно небольшие размеры и большую электроотрицательность, приводит к захватам электронов из атомов полупроводника, вследствие чего возникает электропроводность р-типа. Если атом Ge или Si под влиянием энергетического воздействия перебрасывается в междоузлие, то образуются два примесных уровня донорный внедренного атома и акцепторный пустого узла. [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...