Принцип рентгено-структурного анализа

24. Кристаллические структуры, кристаллические решетки, элементарные ячейки кристаллическая структура, расположение атомов кристаллического вещества в пространстве. Наиболее характерное свойство кристаллической структуры - трехмерная периодичность. Обычно, говоря о кристаллической структуре, подразумевают среднее во времени расположение атомных ядер (так называемую статическую модель); более полная информация включает сведения об амплитудах и частотах колебаний атомов (динамическую модель), а также о распределении электронной плотности в межъядерном пространстве. Изучение кристаллической структуры и их связи со свойствами веществ составляет предмет кристаллохимии.

Кристаллические решётки веществ-это упорядоченное расположение частиц(атомов, молекул, ионов) в строго определённых точках пространства. Точки размещния частиц называют узлами кристаллической решётки.

Элементарная ячейка кристалла-часть атомной структуры кристалла, параллельными переносами к-рой (т р а н с л я ц и я ми) в трёх измерениях можно построить всю кристаллич. решётку. Э. я. имеет форму параллелепипеда, выбореё определяется симметрией кристаллов.

Решетки и ячейки Бравэ

Бравэ были сформулированы 3 правила выбора элементарных ячеек:

* Симметрия элементарной ячейки должна соответствовать симметрии кристалла.

* Элементарная ячейка должна иметь максимальное число равных ребер и равных углов.

* При условии выполнения двух первых правил элементарная ячейка должна иметь минимальный объем.

Решеткойили системой трансляций Бравеназывается набор элементарных трансляций или трансляционная группа, которыми может быть получена вся бесконечная кристаллическая решётка. Все кристаллические структуры описываются 14 решётками Браве, число которых ограничивается симметрией.

Изоморфизм

При изоморфизме разные, хотя и сходные по химическому составу, вещества кристаллизуются в близких в геометрическом отношении структурах. Помимо геометрического сходства структур, обусловленного близостью объемных размеров структурных единиц для изоморфных кристаллов необходимо сходство типа химической связи и типа структуры.

Следует подчеркнуть, что без объемного подобия изоморфизм невозможен.

Существую такие понятия как, совершенный, изовалентный, гетеровалентный изоморфизм.

При совершенном изоморфизме два изоморфных вещества могут образовывать непрерывный ряд соединений промежуточного состава. (такой непрерывный ряд известен для магнезита и сидерита вследствие большой близости ионных радиусов магния и закисного железа)

При изовалентном изоморфизме происходит замещение одних ионов другими, имеющих ту же валентнось. При этом сохраняется число ионов и распределение зарядов в структуре (пример с магнезитом и сидеритом)

При гетеровалентном изоморфизме одни ионы замещаются другими ионами, имеющими ионную валентность. В таких случаях число ионов сохраняется, но сумма зарядов изменяется. (монацит и крокоит)