Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1 (1119317), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Такими структурами являются ГЦК и ГПУ. Дл» ряда металлов «арактсрна ОЦК решен ка. Структура металлов меняетсв вмеаш с ростам чисяа »шант!игл электронов. Так у щелочных мегалвов — 01 (К решетка, у шелочнощмельиьж (Ве, МВ) — ГПУ, А! — ГЦК, группе С вЂ” ГЦК, уп — ГПУ. Структура металлов эависгп также от температуры. Например, шапочные металвм 1.1. На и К, имеющие при «омнатной температуре ОЦК решетки, при понижении шмгжр»Оры испытывают фюовме палимарфные превращени», при которых ОЦК решетки пергюграиваютс» в ГЦК Элементы с гсксагональной плотнаупакованнай кристаллической структурой прслсшвлевь! в тай»щи Ш-б, а с монаатомнай гранепентрированиай кубической «рвсталл ичее кой структурой в шбл ни» п)-7. Рлд металлов, имеет монаатомную ОЦК «убнческую крисшюаыссную струкгуру (твбли и П1-8).
Метаыическал сеять ютрштйгна нс только лля металлов, ио и ия опасно», а тмаке лля жюких расплевав и аморфных сениста. Основной чертой всех метэлас» явля«тая высока» электрапроволиасть н вьютжая нвастичнасть. Т»бл и» 1Н б гг Рг 367 й 276 Вс 2,29 ЗЛВ 1,56 5,92 !.61 446 ! 62 298 562 1И Дв ' 270 2 51 4.07 1 62 478 159 О 3 59 265 107 Вс 331 тб з,бо Т! 295 5.27 1.ви 5,69 1,58 4,69 1 59 5.59 1.57 5.78 1,59 5ХЮ 1,5В З.Ю з,тв 3.75 3,54 5.62 6.07 5 55 1.57 1.62 1,59 1,62 Тв У з,ыз 1 57 5,73 1,17 3,65 7.п Хбб Уг 3,23 405 З.зб 3.21 5,21 5,15 1,59 366 550 161 Теплила! И.7 Таблица Н! В 252 члстб л У меж»лов с ковалев!но.метзллической связью исчезает нппршь наст и а6разузатш особые структуры.
Например, у Н — рамбозлриче- ' сказ, у зп — тстрмпныьная. Оз 274 4,32 1.58 еюю!. Рл. 17!. Крис мыли»села» сиру» ур веце»е ф3.4. Молекулярные кристаллы Молеьулирным ! криста»ламп назышкпс» такие вегцеспю. у которых силы химического взаимодействия внутри молекул згючитсльио нрсвхходят силы межмолекулярного взаимодейсгавк, Сыпь мошкул ссушссшлзстс» слабыми ван-лер-ывльсавскими и водородными «к»в ьвь Структурными елиницами молекулярных кристаллов являю!с» молекулы с насыпннными сеяз»ми. Такие шшеспю нвпоминак г»шиь, напал!Ммвб прсдмешми разли июй формы: тзерамми шариками — модель иверцшх газов, Гангсльками — моюль молекулярным «ристаллпв шлогеиои Рь Оь Вгг, зг и другими малекуламн, более сложной формы — Нбз. ННУ, С»Н~Н, С»Н„...
!рис. 3-73. а б Рв.3-7.мод и юлскултрнм «ри а с шп»оптойуювл «рк м мтро 1 )или висле 46! о б Р„с 3:1 е з.сммпар а -Ю» Р сг'чью~У~~ Н~е,' „"„, и м рики о-бю ейб — у»ми»каке!»»у Рк 'а'Шезз " сшжичсс еа мруторе Структура ьюлекулярных кристцюав в значзпельной сшпенн за»иенс зн формы и азрзчцуры молекул. Например, такие молекулы, кзк малевулы йода 1», хлора О, и двуокиси углерода СО» образуют гранецептриро- НДСГА (( евно»ю к»бичсс«ую решив». сриантаиия молю»я в которы» период»гас. скн изме «ется (рнс.
3-5 а). Крисчалл гели» имеет к«с»тональную решатку. Криставл яыш образуется молоху шмв воды за счю аолороэных связей и имеет слоист»то с руктуру Кристаллическую струкбру могут образовывать длинные мшкиулы еяожной формы (рнс. 3-5 б). а также биологические молекулы и объ. еюы.
нааримср, в р»сы. Маюкуллрнмс кристаллы имени низкую точиу илавления. обладают сильной сжимюмсстыо. Ноак»лярвы люлины, та есть еселниеиня металлов, настроенные ю аб собленю ~х молекул. в условия» Земли практн юск не встречаются. За зто отввкгвенмы, главным образом, нве особенности атомов митюков. Во-первго, х электронные оболочки очень лаяеки от завершения п, во«н р и, зни сгк юлнрю» с . Од в паолой фа л сзэ юв могут образоють строго направленные связи, обюднняась в молекулы Мъ (еаь Моз, йгз, Нв-ди. (л. Гр Прародине Ююгюкпнтг ю е сюрупл»ры Милеуш .
Опишвим Юз 1чг.ПРИРОДНЫЕКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ. МИНЕРАЛЫ. КРЕМНЕЗЕМ И СИЛИКАТЫ Изучению природных трисшллиюю«их структур шквяшен отдел иый развел науки — минсраюпш. Минералогии непссреясттшвю гфимыкает к химии и физике твердого тслх В нас«к ХХ везп В.И.Верналский образно юзввл мтзтирэвш изо «ниной киных пранессов. Минерал — эта природное хпмичссюе соединение кристаллической струюуры, образовавшееся на Земле в результате геоиогичесюзх н геохимических праасссав ис эквивалентных пронесена на внеммных тюля Вселенное. Минсрчлы — зто, орежде всего, мшеаша из юп орых состоят гпрвые народы: ронюл, слоя»,ы, изее лыки, гню .
Приз»срами минерв.юв лнливис» драмлкллые омю (алмаз, пнпз, рубин, сапфир) и ру»яме пинерюы оисгези (мап~спп, гсмапгг и лр.). В зависимости ат природы примесей мюкршы имени различный цвет. В живых оршлюмах сушесгвуют «ргвпо-мизпральиые агрегаты. Главным минералом твердых тканей человека (кости, эмаль и дентнн зубов) нвляекя винтит, обогащенный углекислотой и ш»дой (СайРОз)КСО»ОН)(ОН)Х в виде пеночки мельчайших угюинсиных призматических «ристаллав, окруэенных белкам. Данный разлел иасавшен, главным образам, снликатам, которые «влвктся важнейшими наролообраз»юшими мииермамн, составл»юмами более 1/3 всех минералов Земли.
54.1. Кремнезем н снпшназпт Снликаты (соли «рсмниевых кислот) — обширнмй «ласс соевитюний образованных диокандом кремния 5»зз (кремнеземом) и с«сидами лругих злеменюв. Кремний — втарой (после «тклородв) элемент по распространенности в литасфере Землю Нахалик» только в связашюм састоян и в различных горных поролях, ппаным образом, в виде силикатов. Си - — зто типичные кы веские ~~~ — связь) ~~неМВ, в которых олнгпремпаю рселизуюкя различные типы химических связей. "кавалентная, ионная, наординапионная, водородная и мнагоиентравые связи.
Оснояным чс~роительным кирпичикам" ашшкатов является атом «реми«я, окруженный чепю~ьмя »томанн юкларода, — «ремнекнслоралиый штразлр выпоив (ЗРОИ (рис. 4-1]. Раль «втианоа в силн«агах прс имушесшенна игрмот зяемюпы за ш 3-го и 4-го периодов псриодичккай ЧЛСРЬ и По аннин юекэровровадяшггьг сао>«!вам болылая часть нашлрубок пр явгжег мещллнчеакие св йспн, а меньш໠— полупроводниковые с ш Риной жарешенгойзонышб,глоб.> »В. Наппрубкн аз»»юге» нн р иым юв ъшаж Шш ивиыркишрая юю — запел ени виу ренеей псаоши атомами или юлекулам разлн'гимх элементов, та««ак що созлает уникальн>та возманиосп.
пол> гения аавоьгер ых магнитных сверхпроводящ х стр>ктур. для,щлщ,нюгигггин (н «ель железо, кабалы) внутрь нащпрубок у наногрубак >являются крмшечкн угем стинга пр твмперазуре 450'С в оот ке углекг«лого газа. Зшем используются расгваритсли, имеющие низкое поверхностное ню жение (нс выше 200 м!Бм). Благоларя «впилл рным эффшпаи раствор проне«вез н нанпгрубки, а после опкига в атмосфере яопорола ме алл жжсшнжш аастся н остается внутри наногрубок. В 2002 г йпн обвару» еиа в синан эффекп впасть ыса>|йщисш ггн из варн и нсклгочитель вя сорбци иная емкость няншрубак, превышаюизя прийшз пель«а в ава рюа а рбци иную смкасп.
аюивироевнншо уп я Паис«эффею измяк сарбенгов Рб янляетса актуальной заггачей, так «аь св нсц, гюпвдш в организм челавехэ, нс выводите», а накапливаетс» в стих, гена«пан «газ е, почках, мышгпх, вызывая серьезные забалеванн». Нарялу с мешал»ма углеролные нанатрубю могут звпалияпся газогдпкгг~ьмв г нюзнг, гжпр мер недородом а малекулврнам виде. Ра«ин образом появляется вюможнасгь без авена!о хранения экалаппески и«тога еысококалориинога топлив» лв» савреьгениых автомобилей - ж: ларэла.
Увалссь сконлсисироиать водород с весовым содержанием 6,5%, что уже огьрьожет щвможнссти практического применен я онародгюпэ таллина. В ш х зксггериментж мноюслоинью киоту>бкн сигггезировались азюоы химического ссшклен ж с нсгюаюоеанием беюала в качестне водоражжолержщггега еешгства м ферроцена в «ачесгве ьигализатарн Полугеггнгге гжщнрубкг имели дгжметр (4+7) гщ. Режим очистки — центрифуп раввине, промывка раствором соляной «нслгжм, термаобрабатка ва возя>хе (500 С). Возможная роль очистки сводится к открытию юхоиок ианагрубок, 'по сппсобств>ет более эффективному пргэникновению щжорода внутрь гхжссп~, где он удержише гся путем фюи покой сорбцн (часть 1, 63.4.3) без образования » им ичос них сеяюй.
фБА. Фуллерены н нх производные 5лб!. Фуллерены Прн термнчас«ом спаренна граф та с«Разною» углеродные «пастер ф знвиснмпсти ат количестве а атомов углерода в «пастере шл- пя ! и р.д пю я е> ряда ю сшрумгрр сыры С, импат разную форму, начиная с лигнйиой. При > 20 появляются первые фуллеренополабные «пастеры Свое ьпэивние фуллерены полу гили в чесп американскою нзабрештепя и архитектора Ричврла Бакминстсра Фуллер», палучнвпжго в 1954 г. патент на строительные «онсгруиции в анас шести- / уюльникож сосгавляюнвгх пплусферу нли палусфероил, которые используются в качестве крыш больших званий (цирки, выставочные оавшгьоны и другие сааруиения).
Перв>ю мптекулу фушпреиа Сы сюпезироаал Р .5-7. Ст а в 1965 г. английский химик Крпа. Ъпем б аи с нтезщюшны молекулы Стз, С„„Сы. В шсгаяшее время абнлруашю, по фуллерены содержатся в прнроазюм минерале гпуиппе. Их «шншсство ласзвточно лля прамышпеююга способа извшчения (-0.1% в Карельс«ом гн>пг те). Наиболее устойчивыми мслеьуюмгг являются Сг и Стэ Мале ул См имепг форму >сеченною икосаэлра, спешащего из 12 гол ника« (ге«с»гонон) (ргк.
5-7). )Ргина связи С- С в пентаюне— 1,43, чака» же длина стороны гексагана — общей лля обвит фигур. Сторона обща» шж двух юксвгонов несколько меньше и пютваляет опию >ЗР А. Поскольку симмюрия икасаэлра шибалее близка к сферищской (или поаобна сшшай поверхности ф>тбальтюю мяча), та фуллерен можно рассматривать щк сферическую оболочку ралиуса — 3.6 Л и толщиной — 1 )ц щяото внутри.
В ф>илерсне Сю кажлмй гю магм а»руже ия ю,ю гы юча и, ари этом точек соприиюющнггя пентагонов иет. ОюутсшнЕ соприкосновения пситаюиов «еляется правююм, гпзмааемым при»илам изалиреааииых иеюиаиюаа. Выполнение зюга прзиилн обеспечивает устойчивость фуллерещь Н(эупю структуры, не подчиняющиеся этом> правилу менее ста. бильны. В каждом атоме углерода сферичесюгэамкнутой струюуры фуллерена аровскодит зр — пгбрилнзация при образовании коваленгных и-сивый с тремя с!же»ними атомами. Нсгаерпы ваге«гное гь осуществляется за с гет п-связи с олины иэ соседних атомов (рис. 5-7>.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
