Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1 - Вест А.
ISBN 5-03-000056-9
Скачать (прямая ссылка):
19. Уолд А., Беллаванс Д. в кн.: Препаративные методы в химии твердого тела./Под ред. П. Хагеимюллера. — М.: Мир, 1976.
20. Уао У. F., Kammer J. T., J. Inorg. Nucl. Chem., 29, 2453 (1967).
Дополнительная литература. Беляев И. Н„ Лупейко Т. Г., Налбан-дян В. Б., Абанина Е. В. Реакции обмена в системах из сульфатов, ниобатов и таиталатов, серебра и таллия.— Ж. неорган, химии, 1978, т. 23, № 1, с. 34—39; Неорганическое материаловедение в СССР: Сб. статей./Под ред. И. Н. Фран-цевича. — Киев: Наукова думка, 1983; Третьяков 10. Д., Моошаев А. П., Олейников H. II. Основы криохимической технологии. — М.: Высшая школа, 1987.
Глава 3
ПРИМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТВЕРДЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
3.1. Введение
Первый наиболее простой и очевидный вопрос о неорганическом веществе звучит: «Что это?» В зависимости от того, какова структура соединения (молекулярная или немолекуляр-ная), для получения ответа на этот вопрос используют два принципиально различных подхода при исследованиях. Если химическое соединение имеет молекулярный тип связи, то независимо от его агрегатного состояния идентификацию вещества проводят спектральными и химическими методами. Для изучения же немолекулярных кристаллических твердых тел обычно используют рентгеновские методы, дополняя их при необходимости результатами химического анализа. Любое кристаллическое твердое тело характеризуется лишь ему присущей рентгенограммой, которая может быть использована для идентификации, как отпечатки пальцев в криминалистике. Рентгенограммы порошков (так называемые порошкограммы) многих известных неорганических твердых тел собраны в модернизированной в последние годы картотеке порошкограмм (Powder Diffraction File). Используя соответствующую процедуру поиска, по этой картотеке можно быстро и однозначно идентифицировать неизвестное соединение.
Следующей после идентификации стадией является определение структуры химического соединения, если она еще неизвестна. Для молекулярных веществ геометрические параметры молекул могут быть получены из более прецезионных спектральных исследований. Если же вещество кристаллическое, то для получения информации о том, каким образом атомы, ионы или молекулы образуют кристаллическую решетку, можно использовать рентгенографические данные. Для молекулярных веществ идентификация и исследование структуры, как правило, не является конечной целью. Внимание исследователей сосредоточено
3.1. Введение
63
на таких проблемах, как свойства и химическая активность этих соединений.
Для немолекулярных веществ, однако, понятие «структура» несет совершенно иную смысловую нагрузку. Твердое тело считается достаточно полно охарактеризованным, если установлено:
1) является ли оно моиокристаллическим или поликристаллическим; в последнем случае — каково количество, размер, форма и распределение кристаллических частиц;
2) тип кристаллической структуры;
3) распределение различных дефектов кристаллической структуры, их природа и концентрация;
4) присутствие примесей и тот факт, распределена ли примесь случайным образом или сосредоточена в основном в некотором небольшом объеме кристалла;
5) структура поверхности, в том числе неоднородность ее состава и наличие абсорбированных поверхностных слоев.
Твердое тело невозможно полностью охарактеризовать с помощью какого-либо одного метода. Гораздо эффективнее сочетать несколько различных методов. Иногда, однако, необходимы сведения лишь об одной из структурных характеристик вещества, и тогда вполне достаточная информация может быть получена при использовании одной-едииственной экспериментальной методики.
Все физические методы исследования твердых тел можно разделить на три основные группы: дифракционные, микроскопические и спектральные методы. Возможно применение и иных методов, таких, как термический анализ, измерения магнитных и других физических параметров. В ряде случаев они могут дать дополнительную важную информацию о свойствах изучаемых объектов. В табл. 3.1 приведены сведения о том, какую информацию о структуре вещества можно получить при применении некоторых экспериментальных методов исследования материалов.
Содержание настоящей главы в основном и составляет подробное разъяснение табл. 3.1. Предполагается, что читатель, по крайней мере поверхностно, знаком с различными экспериментальными методами. Поэтому методическое описание каждого дано лишь в общих чертах, в то же время основное внимание сконцентрировано на применении этих методов к исследованию твердых тел и на той информации, которую можно извлечь из полученных результатов. Некоторые методы, в частности рентгенография, более подробно обсуждаются в последующих главах. Термический анализ и измерение некоторых физических свойств (электропроводности, магнитных характеристик и др.) не включены в данную главу; они также обсуждаются в последующих главах.
64
3, Физические методы исследования неорганических веществ
Таблица 3.1, Характеристики твердых тел и методы их изучения
Метод
со Ч р. га
