Ионные кристаллы Хлористый натрий

Ионные кристаллы состоят из положительных и отрицательных ионов. Эти ионы образуют кристаллическую решетку за счет того, что кулоновское притяжение между ионами противоположного знака сильнее, чем кулоновское отталкивание между ионами одного знака. Таким образо.м, ионная связь — это связь обусловленная в основном электростатическим взаимодействием противоположно заряженных ионов. Структуры двух наиболее характерных ионных кристаллов — хлористого натрия и хлористого цезия — были показаны на рис. 1.23—1.26. [c.126]

Фиг. 118. Одна из плоскостей, проходящих через ионы кристалла хлористого натрия.

Диффузией называют свойство вещества распространяться в какой-либо среде, причем этот процесс происходит исключительно за счет теплового беспорядочного движения молекул среды. Представим себе, что непосредственно около дна стакана в результате растворения кристаллов хлористого натрия образовался слой раствора, содержащий ионы хлора и натрия (подробно — см. 1.3). Обозначим их [c.15]

Примером типичного изолятора является кристалл хлористого натрия. В этом случае более правильно представлять себе, что решетка построена из ионов, а не из атомов. Одновалентный натрий отдает один электрон хлору, валентность которого равна 7. Структура хлористого натрия изображена на фиг. 3. И в этом случае основу структуры составляет простая кубическая решетка, в которой чередуются теперь ионы натрия и хлора. Чередование положительных [c.12]

На рис. 1.5 изображен стакан с водой, на дне которого находятся кристаллы поваренной соли (NaQ). Находя, щиеся в непрерывном молекулы воды при столкновении с кристалликами соли будут как бы срывать с их поверхности частицы хлористого натрия, состоящие из ионов хлора и натрия, которые, попав в воду, начнут беспорядочное движение подобно молекулам воды. При этом, однако, они будут стремиться распределиться равномерно во всем объеме воды. Это свойство вещества называется диффузией, и, поскольку оно тесно связано с процессом растворения, необходимо остановиться на нем несколько подробнее. [c.15]

В случае ионных кристаллов, таких, как обычная поваренная соль, в кристаллической решетке при растворении заряды не накапливаются, так как благодаря гидратации в раствор переходят как ионы натрия, так и ионы хлора. Кроме того, происходит диссоциация молекулы хлористого натрия на положительно заряженный ион натрия (катион) и отрицательно заряженный ион хлора (анион). [c.11]

В случае ионных кристаллов, таких, как обычная поваренная соль, при растворении накопления зарядов в кристаллической решетке не происходит, так как благодаря гидратации в раствор переходят как ионы натрия, так и ионы хлора. Происходит диссоциация ионного кристалла и молекулы хлористого натрия на ионы (см. рис. 5). [c.14]

Все металлы — тела кристаллические, их атомы располагаются в пространстве упорядоченно, образуя кристаллическую решетку. Значительное количество неметаллических материалов также являются кристаллическими телами, однако свойства весьма отличаются от свойств металлов. В кристаллической решетке металла все узлы заняты одинаковыми атомами (ионами), в решетке же, например хлористого натрия, ионы натрия и хлора чередуются (рис. 21). И в том, и в другом случае ионы удерживаются на своих местах мощными силами межатомного взаимодействия, и нужны значительные механические усилия, чтобы нарушить и деформировать структуру кристалла. В идеальном кристалле силы вза- [c.57]

Расположение ионов в кристалле в значительной мере определяется их радиусами. Плотная упаковка ионов хлористого натрия и неплотная — хлористого изображены на фиг. 4. [c.15]

Процесс растворения электролита в воде схематически показан на рис. 1-8. Кристалл твердого электролита, например хлористого натрия, представляет собой некую пространственную решетку, в узлах которой, чередуясь, находятся ионы натрия и хлора. Каждый ион своими ближайшими соседями имеет противоположно заряженные ионы. Таким образом, весь кристалл является как бы громадной молекулой Ыа С1 . Полярные молекулы воды ориентируются по отношению к ионам электролита к ионам натрия они поворачиваются своими отрицательно заряженными полюсами ( кислородными ), а к ионам хлора — положительными, т. е. водородными полю- [c.22]

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]

БО внимание действительные смещения ближайших ионов. Они нашли значение 0,40 ( 1,74 в /2я) для предельного случая, когда бесконечно. Так как в действительности разность должна быть больше, чем это значение, можно заключить, что расположение типа I не имеет места в кристаллах, имеющих структуру хлористого натрия, для которых существенны только электростатические и отталкивательные члены борновской теории. Практически это охватывает все галоидно-щелочные соединения и, возможно, окислы и сульфиды бериллия, магния и кальция >). [c.582]

В работе [5] была найдена кривая холодного сжатия хлористого натрия. Сопоставление с выражениями для сил отталкивания в ионных кристаллах позволило определить входящие в эти формулы параметры, характеризующие силы взаимодействия. [c.569]

Ионны.х кристаллов со структурой хлористого натрия известно значительно больше, чем со структурой хлористого цезия. Однако, поскольку разница в величине энергии связи мала, часто вопрос об устойчивости той или иной соли приходится решать, исходя из соображений, основанных на анализе энергетических эффектов второго порядка. Подробное обсуждение стабильности этих двух типов решеток имеется в обзоре Тоси [10]. [c.135]

Прототипом изолятора служит ионный кристалл, такой, как хлористый натрий. Можно ожидать, что он окажется изолятором, так как имеет заполненные зоны, и хотя электроны ускоряются приложенным полем, как это было показано выше, все состояния остаются занятыми, так что ток в системе не идет. Используя терминологию теории простых металлов, мы можем сказать, что электроны ускоряются полем, но в результате дифракции полное ускорение обращается в нуль. [c.170]

Как показано в задаче 20 гл. И, в простом кубическом кристалле три р-состояния, вырожденные для свободного атома, расширяются в три зоны. Более точные вычисления показывают, что 5- и р-состоя-ния несколько смешиваются. Тем не менее подробные вычисления для таких изоляторов, как хлористый натрий, приводят к узким валентным зонам, носящим в основном характер отдельных атомных состояний, отвечающих соответствующим ионам. [c.179]

В дальнейшем мы часто будем касаться вопроса о заряде дефектов. Во многих местах дефекты могут существовать либо в нейтральном, либо в заряженном состоянии, что является результатом либо улавливания дефектом избыточного электрона, либо удаления одного из электронов, в нормальном состоянии связанного с дефектом (улавливание дырки). В качестве примера рассмотрим анионную вакансию в кристалле галогенида щелочного металла, папример хлористого натрия. Удаление иона хлора из узла решетки приводит к тому, что [c.54]

Типичным представителем ионной связи является кристалл хлористого натрия (гранецентрированная кубическая решетка). Натрий имеет один валентный электрон, а хлор — семь. Последний стремится приобрести один дополнительный электрон для дополнения оболочк/и ДО восьми электронов. Это обеспечивается натрием, и таким обр азом, создается положительный ион натрия (N3+) и отрицательный ион хлора (С1 ). Они удерживаются электростатическими силами кулоновского типа, уменьшающимися с увеличением расстояния между ионами в пр вделах перекрытия [c.157]

Диффузией называют свойство вещества распространяться в какой-либо среде, причем этот процесс происходит исключительно за счет теплового беспорядочного движения молекул среды. Представим себе, что непосредственно около дна стакана в результате растворения кристаллов хлористого натрия образовался некий слой воды, содержащий ионы хлора и натрия (подробно см. 1-3). Обозначим их условно точками, как это изображено на рис. 0-2. Как же будут вести себя эти ионы Ведь, как мы уже знаем, их движение, обусловленное беспорядочным движением молекул воды, будет таким же беспорядочным, и, следовательно, они будут продвигаться в воде в самых различных направлениях. Однако, как это ни может показаться на первый взгляд странным, несмотря на совершенно хаотическое движение ионов соли, будет происходить постепенное закономерное движение их вЕврх из мест с более высокой их концентрацией в места с более низкой концентрацией, пока, наконец, ионы соли не распространятся равномерно во всем объеме находящейся в стакане воды. [c.9]

Рис. 66. Ионная проводимость гало-генндов щелочных металлов в функции температуры. Во всех случаях, за исключением ЫаС1, две системы точек относятся к двум искусственным кристаллам. Дополнительные Измерения были проведены с естественными кристаллами хлористого натрия. По оси ординат откладываются ол 1 сл-1. (По Лефгльдту.)

Рис. 3.1. Основные типы связей в кристаллах, а) Кристаллический аргон (ван-дер-ваальсова связь). Нейтральные атомы аргона образуют кристалл за счет слабых сил Ван-дер-Ваальса, действующих между ними и возникающих в результате флуктуаций в распределении заряда атомов, б) Хлористый натрий (ионная связь). Атомы щелочного металла 1 а отдали свои валентные электроны атомам галогена С1. Получившиеся при этом ионы образовали кристалл хлористого натрия за счет сил электростатического притяжения между положительными н отрицательными ионами, в) Натрий (металлическая связь). Валентные электроны атомов щелочного металла Ыа покидают свои атомы и образуют электронную жидкость , в которую погружены положительные ионы, г) Алмаз (ковалентная связь). Нейтральные атомы углерода образуют кристалл алмаза за счет перекрытия их электронных оболочек.

Грубые оценки показывают, что мы, по-видимому, не ошибаемся, считая, что основная часть энергии связи в ионных кристаллах обусловлена кулоновским (т. е. электростатическим) взаимодействием. Расстояние между положительным ионом и ближайшим отрицательным ионом в кристалле хлористого натрия равно 2,81-10 см, поэтому потенциальная энергия, связанная со взаимным притяжением пары ионов, равна 5,1 эВ. Эту величину можно сопоставить (рис. 3.10) с известной величиной энергии связи кристалла Na l — 7,9 эВ на одну молекулу (см.табл.3.5), рассматривая процесс образования кристалла из разделенных бесконечно далеко ионов Na+ и С1 . Значения 5,1 и 7,9 — одного порядка величины. Этот результат является весьма обнадеживающим и дает нам основание попытаться уже более точно рассчитать энергию решетки хлористого натрия. При оценке энергии связи (рис. 3.10) использовалась экспериментальная величина энергии сродства к электрону иона С1 из табл. 3.4. [c.127]

Рис. 3.10. Энергия, при.ходя-щаяся на одну молекулу кристалла хлористого натрия, равна (7,9-5,1+3,6)=6,4 эВ. Эта величина ниже энергии отдельных нейтральных атомов. Энергия связи для отдельных ионов завна 7,9 эВ на одну молекулу. Зсе данные, приведенные на рисунке, получены экспериментально. Значения энергии иони-Энвогия даны в табл. 3.3, а элек-

Механизм разрушения кристаллической решетки твердого тела в жидкой среде обычно рассматривается как химическое или электрохимическое растворение. К первому типу разрушения кристаллической решетки твердого тела относится, например, растворение в воде гетеропо-лярных кристаллов хлористого натрия (ионная связь) и гомеополярных кристаллов сахара (атомная связь). В этом случае в раствор переходят положительно и отрицательно заряженные ионы в эквивалентных количествах, или нейтральные молекулы. В результате растворения электронейтральность вещества не нарушается. Ко второму типу разрушения решетки относится растворение металлов, имеющих металлическую связь, в электролитах. В этом случае в раствор переходят ионы, на поверхности же металла остаются электроны. В результате накопления на поверхности металла отрицательных зарядов процесс перехода в раствор из металла следующих ионов тормозится. [c.99]

Процесс растворения электролита в воде схематически показан на рис. 1.10. Кристалл твердого электролита, например хлористого натрия, представляет собой пространственную решетку, в узлах которой, чередуясь, находятся ионы натрия и хлора. Каждый ион своими ближайшими соссдями имеет противоположно заряженные ионы. Таким образом, весь кристалл является как бы громадной молекулой Na l . Полярные молекулы воды ориентируются по отношению к ионам определенным образом к ионам натрия они поворачиваются своими отрицательно заряженными полюсами (кислородными), а к ионам хлора — положительными (водородными). Возникающие при этом силы оказываются способными вырвать ионы из кристаллической решетки. Переходя в раствор, ионы электролита окутываются оболочкой, состоящей из ориентированных молекул воды, и становятся гидратированными ионами. Участвуя в тепловом движении, такие ионы могут попадать в поле действия сил, исходящих от кристаллической решетки кристалла, если, разумеется, она не полностью разрушена. В этом случае ионы вновь занимают соответствующее место в решетке. Если скорости [c.25]

Из теоретического расчета Оверхаузера следует, что если образование положительной дырки и электрона у соседнего иона щелочного металла происходит под действием света, то связанная с этим процессом полоса поглощения должна иметь мульти-плетную структуру. Если учесть в случае кристалла типа хлористого натрия [c.16]

Анализируя фазовую диаграмму, Стасив и Тельтов [1] установили, что бромистое и иодистое серебро образуют смешанные кристаллы со структурой типа хлористого натрия вплоть до 40 мол. % Ag2S при комнатной температуре. Таким образом, статистический характер распределения ионов иода в решетке едва ли может вызывать сомнения. [c.78]

Когда в результате процесса растворения молекула какого-либо вещества, например хлористого натрия, состоящая из двух взаимнопритянутых друг к другу ионов, положительного иона натрия Ка+ и отрицательного иона хлора С1 (см. рис. 1-10,а), будет оторвана от кристалла соли и очутится в среде молекул воды, представляющих собой диполи, последние, в зависимости от их расположения, начнут вследствие взаимного притя- [c.54]

Эти вещества были взяты на основании следующих соображений. Из сказанного выше (здесь сопоставлены ионные константы и константы решетки кристаллов) видно, что эти вещества должны обладать подобными механическими и физико-хилшческими свойствами все величины, влияние которых на пластичность мыслимо (как например, вид междучастичных сил или тин решетки), у хлористого серебра и у хлористого натрия или одинаковы, или отличаются друг от друга очень мало. Однако, как указывал Фаянс 1108], поляризационные эффекты у Ag l много больше, чем у ] аС1. Основание этому лежит в различии поляризационных [c.79]

Поверхностная энергия. Одним из факторов, определяющих, будет ли данная кристаллографическая плоскость плоскостью спайности илн нет, является её поверхностная энергия, т. е. отнесённая к единице площади энергия а, необходимая для разделения кристалла по этой плоскости. Обычно эта энергия определяется таким образом, что учитываются поверхности о( еих получающихся половин кристалла. Поверхностные энергии кристаллов типа хлористого натрия были рассчитаны на основе ионной теории Маделунгом ), Борном и Штерном ) и Ямадой ). Маделунг, учитывая только электростатические силы, нашёл, что энергия грани (100) составляет на единицу площади [c.110]

Упругие постоянные ионных кристаллов. Методы, указанные в 82, можно,. очевидно, применить к вычислению упругих постоянных хлористого натрия и гидрида лития. Эти вычисления были проделаны только для сжимаемости хлористого натрня. Результаты приводятся в таблице ЬХУП. [c.413]

Рассмотрим другую простую систему, к которой может быть применён метод Гайтлера-Лондона, а именно кристалл изолятора, содержащий нейтральные атомы включений. Как мы увидим в следующей главе, эта система соответствует полупрроводнику, такому, как ZnO, в котором имеются внедрённые в решётку атомы цинка. В данный момент мы будем интересоваться случаем, когда ионизационный потенциал нейтрального атома меньше энергии первой абсорбционной полосы чистого кристалла, а внедрённый атом занимает точку, где потенциал равен нулю, т. е. когда атом симметрично окружён положительными и отрицательными ионами. Эти условия приближённо выполняются в окиси цинка. Можно ожидать, по аналогии со случаем хлористого натрия, что энергия, требуемая на перенос электрона от положитель- [c.438]

Еслн вместо системы, описанной выше, мы рассматриваем такую систему, как хлористый натрий, в которой возбуждён ион хлора, находящийся в кристалле, задача практического построения возбуждённых состояний усложняется благодаря тому, что ноны, образующие решётку, содержат более одного электрона. Это всё же не должно влиять на качественные результаты предыдущего рассмотрения увепи-чение ширины возбуждённой полосы при увеличении взаимодействия между ионами и отсутствие тока, обусловленного волнами возбуждения. [c.443]

В окиси никеля, которая имеет структуру хлористого натрия и излишек атомов кислорода, некоторые положения металлических ионов вакантны. Де Бур и Фервей заключают, что электроны, уносимые из решётки вместе с положительными ионами, являются электронами от ионов никеля, соседних с дыркой, превращая их, таким образом, в два N1+ + + иона. Эти дырки могут быть освобождены термическим путём, и кристалл в этом случае становится проводящим. [c.495]

Рас мотрим кубический кристалл, такой, как хлористый натрий, который имеет два противоположно заряженных иона в элементарной ячейке. В этом случае три нормальных колебания, связанные с волновым числом, равным нулю — чисто трансляционные, и по этой причине не участвуют в образовании дипольного момента следовательно, дипольный момент определяется остальными тремя колебаниями с максимальной частотой в которых положительные н отрицательные иоиы движутся в противоположных направлениях. Таким образом, кристалл эквивалентен системе ЪЫ двухатомных осцилляторов с частотой Вследствие того, что поляризуемость осциллятора одинакова как в квантовой, так и в классической механике, из 147 следует, что [c.695]

Рис. 3.11 Модель структуры хлористого натрия можно построить. располагая попеременно ионы Na+ п l в узлах простой кубической решетки В кристалле каждый ион окружен шестью ближайшими соседями с зарядом противоположного знака и двенадцатью соседями, следующими за ближайшими, которые имеют заряд того же знака, что и исходный ИОН- Ион Na обладает единичным положительным зарядом, так что его электронная оболочка идентична оболочке неона, а ион С Г обладает единичным отрицательным зарядом (оболочка аргона). Пространственная решетка Na l — гра-нецентрированная кубическая (см гл I)

Структуру, рассмотренную выше, мы выбрали из соображений упрощения математической задачи. Для кристаллов с двумя атомами на примитивную ячейку более типична структура хлористого натрия, изображенная на фиг. 118. В этом случае, как и в рассмотренном выше, соседние ионы С1 и Ма при акустических колебаниях с большой длиной волны движутся в фазе. При длинноволновых оптических колебаниях ионы Ма образуют решетку, движуще юся как целое, и точно так же движется как целое под-решетка, образованная ионами С1 . Внутри каждой примитивной ячейки колебания очень похожи на молекулярные колебания содержащихся в ячейке атомов. В случае оптических колебаний, распространяющихся в направлении [1001 кристалла МаС1, эти молекулярные колебания соответствуют колебаниям с растяже- [c.420]

Ионные кристаллы. Самым сильным и, вероятно, самым простым является электрон-фононное взаимодействие между продольными оптическими модами и электронами в ионных кристаллах. В таких кристаллах (для определенности можно рассматривать хлористый натрий) положительные и отрицательные ионы в продольных модах при больших длинах волн смешаются в противоположных направлениях. Для упрошения обозначений пренебрежем различием амплитуд кмебаний положительных и отрицательных ионов, что оправдано, поскольку в окончательный ответ входит лишь разность векторов этих амплитуд. Положим [c.437]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...