FIZA-2~1, Ciało stałe - Struktura kryształu o wiązaniu jonowym...


Struktura kryształu o wiązaniu jonowym i metalicznym, model ciasno upakowanych kul.

Uwaga! Wiązania jonowe i metaliczne opisane są w pyt. Nr 2.!

Struktura najgęstszego upakowania kul: Gdy kationy są dostatecznie małe, to aniony niemal stykają się ze sobą, a kationy zajmują położenie w lukach między anionami. Zatem całą sieć krystaliczną można utworzyć ze stykających się ciasno upakowanych kul anionów, wstawiając w odpowiednie luki między tymi kulami mniejsze kuleczki - kationy.

Sposób ustawiania: Pojedynczą warstwę można ułożyć tylko w jeden sposób tak, że każda kula otoczona będzie przez sześć sąsiednich. Następną warstwę trzeba kłaść tak, aby kule umieszczać w zagłębienia warstwy pierwszej. Nie można zapełniać wszystkich zagłębień kulami o tych samych rozmiarach. Kule będą zajmować co drugie zagłębienie. Ułożenie gęste dwóch warstw może być przeprowadzone też tylko w jeden sposób. Różnica wystąpi dopiero przy kładzeniu warstwy trzeciej. Można położyć ją dwojako: tak, aby środki kul leżały nad środkami kul warstwy pierwszej lub tak, aby środki kul nie pokrywały się ze środkami kul warstwy pierwszej. Stąd można struktury takie zapisać za pomocą kodu ABABAB... lub ABCABCABC... Okazuje się, że w strukturze o ułożeniu warstw ABAB... można wyodrębnić komórkę heksagonalną, natomiast w strukturze ABCABC... można wyodrębnić komórkę regularną, powierzchniowo centrowaną. W strukturach najgęstszego upakowania kul występują dwa rodzaje luk między kulami: jedne z nich otoczone są czterema kulami, których środki tworzą wierzchołki regularnego tetraedru, drugie otoczone są sześcioma kulami, których środki tworzą wierzchołki oktaedru. W lukach umieszczone są mniejsze kuleczki - kationy. Luki mogą być zapełnione w różny sposób - prowadzi to do większego urozmaicenia struktur kryształów jonowych. Jeżeli kationy mają nieco większe rozmiary niż odpowiednie luki to nie mieszczą się tam i rozsuwają od siebie większe kule anionów powodując rozluźnianie gęstego upakowania kul.

Model ciasno upakowanych kul jest bardzo użyteczny, gdyż pozwala objaśnić nie tylko struktury kryształów o wiązaniach jonowego ale również wiele kryształów metalicznych. Kryształy o wiązaniach metalicznych zbudowane są z dodatnich jonów, między którymi istnieje gaz elektronowy. Formalnie wiele takich struktur można rozpatrywać jako konstrukcje ciasno upakowanych kul. Model ciasno upakowanych kul nie da się jednak zastosować do kryształów kowalencyjnych. Wiązania kowalencyjne są utworzone dzięki częściowemu pokrywaniu się orbitali sąsiednich atomów. Orbitale te, za wyjątkiem orbitali s, mają określoną kierunkowość. Kierunkowe własności orbitali mają decydujący wpływ na charakter struktur kowalencyjnych.



Wyszukiwarka