Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вест А. -> "Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1" -> 106

Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1 - Вест А.

Вест А. Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1: Пер. с англ.. Под редакцией академика Ю. Д. Третьякова — М.: Мир, 1988. — 558 c.
ISBN 5-03-000056-9
Скачать (прямая ссылка): chem_tt_1.pdf
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 219 >> Следующая

В структуре перовскита ионы кислорода не создают плотней-шей упаковки. Однако совместно с ионами стронция они образуют плотнейшую кубическую упаковку, слои которой параллельны плоскостям (111) (рис. 6.15,6 и в). Чтобы убедиться в этом, сравним структуру перовскита со структурой ЫаС1 (рис. 5.9). В последней ионы С1~ расположены в центрах ребер и центрах элементарных ячеек. Они образуют плотнейшую куби
6. Точечные группы, пространственные группы
ческую упаковку. В структуре перовскита в центрах ребер находятся ионы О2-, а в центрах элементарных ячеек — ионы Бг2+. Структура смешанных плотноупакованных слоев ионов стронция и кислорода в перовските такова, что ионы Бг2+, составляющие четверть всех ионов слоя, строго упорядочены в нем (рис. 6.15,6).
Известно, что катионы больших размеров, например катионы 5Г2+ (г= 1,13 А), играют совершенно разную роль в различных кристаллических структурах. Так, в структуре перовскита ионы 8г2+ окружены двенадцатью ближайшими кислородными ионами, а в структуре БгО (структура типа №С1) ионы Эг2+ имеют октаэдрическое окружение в плотнейшей кубической упаковке ионов кислорода.
Определенная аналогия между структурой перовскита и структурой ЫаС1 состоит и в том, что ионы Т14+ и Ыа+ расположены в них в октаэдрических позициях. Однако в то время как в структуре ЫаС1 все октаэдрические позиции (в вершинах и центрах граней) заняты, в структуре перовскита занята лишь четверть таких позиций (в вершинах ячейки).
Перовскитовую Структуру можно рассматривать также как трехмерную каркасную структуру, построенную из сочлененных вершинами октаэдров Т10б. Ионы Бг24- расположены в пустотах этого каркаса, координируя вокруг себя 12 ионов кислорода. На рис. 6.15,6 показана октаэдрическая координация иона титана. Каждый ион кислорода в данном октаэдре принадлежит одновременно и соседнему октаэдру. Таким образом, группировки Т1—О—Т1 имеют линейную структуру. Октаэдры сочленяются между собой вершинами, образуя слои (см. приложение, разд. 2, рис. А2.4, в). Соседний слой сочленяется также вершинами октаэдров. Из таких сочлененных слоев возникает трехмерный каркас.
Более подробное обсуждение кристаллических структур, втом числе вопросов возникновения плотнейшей упаковки и сочленения координационных полиэдров, проведено в гл. 7. Что касается применения соединений со структурой перовскита в качестве сегнетоэлектриков и диэлектриков, то соответствующий материал изложен в гл. 15.
6.3.2. Структура рутила ТЮ2
Для построения модели структуры рутила требуется следующая информация:
Элементарная ячейка: тетрагональная, а=4,594 А, с = 2,958 А Пространственная группа: Р42/#шт (№ 136) Координаты атомов: Л 0, 0, 0; 1/2, 1/2, 1/2 (позиция 2(а)) 0 х, х, 0; ~х, ~х, 0; 11%-\-х, 1/2—х, 1/2; 2/ъ—х, х/2+х, г/2 (позиция 4 (/)).
6.3. Пространственные группы и кристаллические структуры
263
Как в структуре перовскита, в структуре рутила все атомы занимают частные позиции. Общие позиции (а их кратность равна 16) остаются незанятыми. Атомы титана расположены в вершинах и в центре элементарной ячейки. Координаты позиций кислородных атомов зависят от некоторого переменного параметра х, который можно определить экспериментально. В результате исследования и уточнения кристаллической структуры рутила удалось установить, что в ТЮ2 х-= 0,30. Проекция элементарной ячейки рутила на плоскость ху приведена на рис. 6.16, а.
Далее определим координационное окружение отдельных атомов. Атом титана, расположенный в центре элементарной ячейки (Уг, 1І2, 72)> находится в октаэдрическом окружении шести кислородных атомов. Четыре из них — два в плоскости рисунка (2 = 0), два других прямо над ними (2:= 1) — находятся в одной плоскости с атомом титана. Два оставшихся атома кислорода (2=У2) лежат на одной прямой с атомом титана, перпендикулярной этой плоскости. Атомы титана в вершинах ячейки также имеют октаэдрическое окружение кислородных атомов, однако ориентация таких октаэдров в пространстве иная (рис. 6.16,6). Атомы кислорода находятся в центрах треугольников, образуемых атомами титана. Так, ближайшие соседи атома кислорода, занимающего позицию 0 на рис. 16.6, а, — это атомы титана, расположенные в вершине и центре данной элементарной ячейки, а также в центре ячейки, находящейся под данной ячейкой.
Итак, атомы кислорода занимают позицию в вершинах октаэдров ТЮ6. Это означает, что каждый такой кислородный атом принадлежит одновременно трем октаэдрам. Все октаэдры сочленены друг с другом вершинами и ребрами таким образом,, что возникает трехмерная каркасная структура. Рассмотрим октаэдр ТЮ6 в центре ячейки (рис. 6.16, б); октаэдры, ориентированные в том же направлении, расположены и в верхней, и в нижней ячейках. Следовательно, октаэдры в соседних ячейках имеют общие ребра. Они образуют бесконечную цепочку, параллельную с (см. приложение, разд. 2, рис. А2.4, а). Например, атомы титана с 2 = + 7г и 2 =—72 в соседних ячейках находятся в центрах октаэдров, сочлененных ребром, которое образовано двумя атомами кислорода с 2=0. Аналогичные цепочки образуются из октаэдров, внутри которых расположены атомы титана, находящиеся в вершинах элементарных ячеек. Оба типа цепочек, отличающиеся ориентацией в пространстве (октаэдры в одной из цепочек повернуты на 90° вокруг оси с относительно октаэдров в другой цепочке) и сдвинутые друг относительно друга на с/2, сочленены между собой вершинами и образуют трехмерную каркасную структуру (рис. 6.16, в).
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 219 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed