Глава 7 - Описательная кристаллохимия (Учебник), страница 11

Очевидно, это возможно лишь в том случае, если в этой структуре некоторые тетраэдры 3104 будут содержать только мостиковые кислороды, а другие в по одному концевому кислороду. Структура такого снликат-аниона, по-видимому, промежуточная между каркасной и слоистой. Экспериментально показано, что структура ХазЫз07 действительно содержит бесконечные сдвоенные слои, в которых '/з тетраэдров имеют по одному концевому атому кислорода.

В тех случаях, когда происходит замещение части кремния, например ионами А1з+, соответствие структуры аннана и формульного состава становится не столь однозначным. Поясним это на следующих примерах. Лльбит МаЛ1Б1,0», анортит СаЛ1~Б!20» и взаимные твердые растворы этих разновидностей полевого шпата (плагиоклазы) относятся к алюмосиликатам (кремний в анионах частично замещен на алюминий), Поэтому в данном случае следует рассматривать отношение (Я+А!):О; для обоих соединений оно равно '/г, что свидетельствует о трехмерной каркасной структуре.

Такой же характер структуры наблюдается в ортоклазе КЛ1Б40», кальснлнте КА1ЯО», эвкриптите !.!Л1Б104 и сподумене 1.1А1Б1~0», Замещение кремния на алюминий необходимо учитывать также во многих слоистых структурах, в частности в слюдах и глинистых минералах. Например, в тальке, состав которого выражается формулой Мп»(ОН)зБ!»Окь Б1: 0= =1: 2,5, что соответствует наличию в структуре бесконечных силикатных слоев.

Слюда флогопит отличается тем, что '/» атомов кремния, имеющихся в структуре талька, заменяется атомами А1, а сохранение электронейтральности достнгается добавлением ионов К+, что отражается формулой КМдз(ОН),(Б4А1)Ом. Ионы магния в тальке и флогопнте занимают октаэдрические позиции между силикатными слоями, а ионы К+ — места с Кь1 12. Еще большие осложнения возникают в тех алюмосиликатах, в которых ионы А1'+ могут занимать наряду с тетраэдрическими и октаэдрнческие позиции.

В таких случаях необходимо иметь дополнительную информацнчо о КЧ ал|оминня, так как просто нз формулы ее получить невозможно, Пример такого соединения — слюда мусковит КА1~(ОН)з(Б!зА1)Опь имеющая структуру, похожую иа структуру флогопита с бесконечными слоями состава (Б4А1)01о, характеризующимися отношением (Я+Л1): 0=1: 2,5.

Два других иона А!'+ замещают три иона Мкз+ в флогопнте н располагаются в октаэдрических позициях, Считается, что в состав сложного апнона входят только те ионы А!'+, 21 †11 7. Описательная крнсталлохимия 322 которые замещают кремний, а роль ионов А1'+, находящихся в октаэдрах, по- добна роли щелочных и щелочноземельных катионов (табл. 7.15). Упражнения а) МХ: М1/,00; 01/,О; 00 б) МХ. "М 000; / 1/з 0; ~/з /4 /4 /41 /4 /з в) МХ: М 000; /з /з /з г) МХз: М 000; 1/, 1/з 0; '/, Х /4 1/з /з з/4 ~/з /4 /4 /41 /4 /4 /з! /з /з /з О 1/,; 0 1/ '/,; з/ з/ з/4 1/~ 1/4 з/~ з/4 0 1/,; 0 1/, '/з; /41 /4 /4 /4 /4 /4 /41 /4 /4 /4 / /4 /4 /4 7.7.

Какие структурные типы получаются из структуры каменной соли в результате следующих операций; а) удаления всех атомов илн ионов одного типа; б) удаления половины атомов нли ионов одного типа из слоев, чередующихся через один с нетронутыми слоями; в) замены всех катионов, находящихся в октаэдрических позициях, равным количеством катионов в одном из типов тетраэдрических позиций. 7.8. Объясните, почему структура %Аз чаще встречается среди соединений с металлической, а не с нонной связью.

7.9. Сравните плотности упаковки в структурах ИаС! и СзС! в предположении, что в обоих случаях имеет место касание анионов с анионами и анионов с катионами. 7.10. Какие типы сложных аинонов образуются в следующих соединениях: а) Са,БЮ4, б) МаА1БЮ4 (А1 — в тетраэдрическом окружении); в) ВаТ151зОз., г) мелилит СазМцБ1з07, д) диопсид СаМаБ1зОз, е) амфибол, тремолнт Са,МрБ1зОы(ОН, !')з (ионы ОН вЂ” и Р- не связаны непосредственно с Б1); ж) слюда маргарит СаА!,(ОН),(Б1зА1з) Ою (два А!'+ в тетраэдрах и два— в октаэдрах); з) каолиннт А1з(ОН)~Б1зОз (А1'+ в октаэдрах, ОН- не связан с Б1)7 7.1.

Оксид натрия ИазО имеет структуру антифлюорита (табл. 7.7). Рассчитайте: а) длину связи натрий — кислород; б) расстояние кислород — кислород; в) плотность МазО. 7.2. Какие структурные типы образуются при заполнении катионами следующих позиций в КПУ аннонов: а) всех тетраэдрических позиций; б) половины тетраэдрическнх позиций (например, только Т+); в) всех октаэдрическпх позиций; г) при полном заполнении каждого второго слоя октаэдров? 7.3.

Ответьте на предыдущий вопрос при условия, что катионами заполняется ГПУ анионов, Объясните отсутствие в природе соединений, образующихся на основе ГПУ по типу а). 7 4. Титанат стронция БгТЮз имеет структуру перовскита с а=3,905 Л. Рассчитайте: а) длину связи Бг — О; б) длину связи Т1 — О; в) плотность БгТ10з, Что такое тип решетки7 7.5. Металлическое золото и платина имеют гранецентрированные кубические элементарные ячейки с параметрами 4,08 и 3,91 Л. Рассчитайте атомные радиусы золота и платины. 7.6. Определите, к какому структурному типу относятся элементарные ячейки со следующими координатами атомов: Литература Литература 1.

Ас1ате й, М., ?погнап1с ЯоИя, Ап?п1гос?пс?1оп 1о Сопсер1я 1п Яо1к?-Я?а?е Я?гпс?пга1 СЬегп1з1гу, 7Иеу, 1974. 2. Вгадд Ъ., С1аг~щ5йИ О. Р., Тау1ог Р. Н., Сгуя?а1 Я1гпсЫге о1 пппега1я, Согпе11 Бп!чегз1?у Ргевз, ??Ьаса, М. У., 1965. 3. Вгиаиег О. О., Ап ??псопчеп?1опа? ч1етч о1 1Ье «С1овез1 ЯрЬеге РасЫпнз~, Ас1а Сгуя1., А27, 388, 1971. 4. С1агй О. М., ТЬе Я1гпс?пгез о? Иоп-Мо?есп1аг Яо1Ыв.

А Соогс?па1ео Ро1уЬебгоп АрргоасЬ, Арр11ег? Яс1епсе РпЫ?зЬегз, 1972. 5. Есааз 1г. С., Ап ?п1гоопс?1оп 1о Сгуз1а1 СЬегп1з?гу, 2пд ей,, СатЬг?г?не ?.?п1чегя1?у Ргезз, 1964. 6. Но Я. М., Воиу1аз В. Е., ?, СЬе1п. Вг?„46, 207, 1969. 7. У~ребе Г. Основы кристаллохимии неоргайических соединений: Пер.

с англ. — Мл Мир, 1971. 8. Фагау-Ягайло 1., ?погнап1с Сгуз1а1 СЬетЫгу, А1гаг1епиа1 ЯяаЬо, 1969. 9, Рагйе Е., Сгуз1а1 СЬеппз?гу о? Те1гаЬесга? Я1гпс?пгез, богдоп апг? ВгеасЬ. Я1гпсЫге Керогаз, ?п1егпа11опа1 ??п?оп о? СгузЫ1одгарЬу, 1964. 10. Уегта А. Я., Кг?яапа Р., Ро1угпогрЬ?ягп апг? Ро1у1ур1яп 1п Сгуя1а1з, %1?еу, Кебич уог1<, 1966. 11, ваап? 1г., М1хег1 гпе1а1 охЫея, Ргоц.

?поги. СЬет„1, 465, 1959. 12, Уэллс А. Структурная неорганическая химия: В 3-х т.: Пер. с англ.— Мл Мир, 1987, 1988. 13. Уее1 А. 1г., Е. КгЫ., 141, 422 — 436, 1975, 14, %'еИ А. Л., Вгисе Р. О., Ас1а Сгув?., В38, 1891 — 1986, 1982. 15. %'усйоД Я. ?ч'. О., Сгуз?а? Я1гпс?пгев, Чо1з 1 1о 6, 1ЧПеу, 1971.

.