J. I. A L im j o n o V a, A. A. Is m a t o V
Download 14.54 Kb. Pdf ko'rish
|
|
a = P = y 90° a = b - с Geksagonal a = p = 90° , y = 120° a = b * с Tetragonal a = P = y = 90° a = b * с Kubik a = p = y = 90° a = b = с J \ / \ f \ r J / f } 8 - rasm. Sodda (a ), hajm bo'yicha markazlashgan ( b ), tom on bo‘yicha markazlashgan ( d) kubik singoniyali panjaralar. K ubik s in g o n iy a li k ristallard a so d d a , hajm b o ‘y ic h a m arkazlashgan va to m on b o ‘yicha m arkazlashgan panjaralar b o ‘ladi (8 - rasm). Bu sin g o n iy a d a elem en ta r yach eyk alarn in g burchaklari t o ‘g‘ri b o ‘lib, tom onlari bir-biriga teng. Hajm b o ‘yicha mar kazlashgan kubik panjarani ikkita bir xil sodda turdagi kubik panjaraning q o ‘shilishidan tashkil topgan tizim deb qarash m um kin. U n da panjaralardan birining uchi ikkinchi kubning markazida joylashadi. T om on b o ‘yicha markazlashgan panjaralar 4 ta bir xil sodda kub panjaralarning q o ‘shim chasidan hosil b o ‘lib, ular bir-biriga nisbatan m a’lum bir o ‘rinni egallaydi. Shu kungacha m a’lum b o ‘lgan m inerallarning 8 %\ kubik sistem ada kristallanadi. Bunday minerallarga granatlar: pirop M g3A l2( S i0 4)3, almandin Fe3Al2( S i0 4) 3, slesartin M u3A l2( S i0 4)3, uvarovit C a3Cr2( S i 0 4)3, grassulyan C a3A l2( S i 0 4)3 va andradit C a 3F e 2( S i 0 4) 3, flyuorit C a F 2, osh tuzi N a C l, silvin KC1, galenit PbS, sfalerat p -Z n S , tem ir Fe, mis Cu, kumush Ag, oltin Au, o lm o s C, leysit K Si2A 106 va boshqalar kiradi. G ek sa g o n a l sistem adagi elem en ta r yacheykalar asosida burchaklari 60° va 120° ga teng b o ig a n rom bsim on joylashgan t o ‘g‘ri prizm adan iboratdir (9-rasm ). Y acheyka o ‘qlari orasidagi 2 ta burchak t o ‘g ‘ri b o ‘lib, uchinchisi 120°C ga teng. Elem entar prizm aning b o ‘yi romb tom onlariga teng em as. U chta shunday yacheyka geksagonal prizm ani hosil qiladi. Prizma sodda yacheykaga qaraganda sim m etriya elem entlari bilan ko‘proq darajada uzviy bog‘langan. 9- rasm . Geksagonal sistemadagi elementar yacheykalar: a — elementar yacheyka; b— uch elem entar yacheykadan tashkil topgan olti qirrali prizma. G e k sa g o n a l s is te m a d a b erill B e 3A l2( S i60 13), a p a titla r C a5( P 0 4)3F, C a5( P 0 4)3Cl va C a 5( P 0 4) 3( 0 H ) , kvars S i 0 2 va boshqalar kristallanadi. Tetrogonal singoniyadagi oddiy yacheyka to ‘g ‘ri burchakli parallelepipeddan iborat boMib, uning asosida kvadrat yotadi (10-rasm ). Bu singoniyada 2 xil panjara, ya’ni sodda va hajm b o‘yicha markazlashgan panjara kuzatiladi. Ular kubik singoniyadan о va j tom onlarining teng emasligi bilan farqlanadi. G elenit C a2A l2S i 0 4, okerm anit C a2M gSi20 7, gardis- tonit Ca2ZnSi20 7, kassiterit S n 0 2, rutil a - T i0 2, sheyelit C aW 0 4 tetrogonal sistemaga ega. a = p = у = 9 0 a = b ф с 10- rasm. Tetragonal sistema va uning panjaralari: a — oddiy, b— hajmiy markazlashgan. 1 1 - rasm. Trigonal sistemaning elementar yacheykasi. Trigonal sistemada elem entar yacheyka romboedrdan iborat b o ‘lib ( 1 1 -rasm ), bunday sistem ada kalsit C a C 0 3, kvars — S i 0 2, kinovar H gS, turm alin N a M g 3A l6( 0 H ) 4( B 0 3) 3S i60 18, karborund SiC kabilar kristallangan. Rom bik singoniyaning elem entar yacheykasi tom onlari har xil boMgan to ‘g ‘ri burchakli parallelepipedlardan iborat. U nda sodda, asos b o ‘yicha m arkazlashgan, tom on b o ‘yicha m arkaz lashgan va hajm b o ‘yicha m arkazlashgan panjaralar boMadi (13-rasm ). Bunday sistem ada 28 % ga yaqin m inerallar kris tallangan boMib, ular qatoriga oltingugurt S, yod I, kalsiy karbidi C aC 2, kumush nitridi A g N 3, a -tridim it S i 0 2, tellurit T e 0 2, e n s ta tit M g S i 0 3, brukit y - T i 0 2, k a lsiy a lu m in a ti a = p = у = 90° 7 1 Д _ у [ Щ 3 \ 1 2 -ra sm . Rombik singoniyaning elementar yacheykalari: a — oddiy, b — asos bo‘yicha markazlashgan, d — hajm b o‘yicha markazlashgan, e — tomonlari bo'yicha markazlashgan. 13-rasm . Monoklin singoniyaning panjaralari: a — oddiy, b — markazlashgan bazisli asos bo'yicha markazlashgan C aA l20 4, braunmillerit C a4Al2Fe2O J0, kalsiy xrom iti C aC r20 4, aragonit C a C 0 3, stronsianit S r C 0 3, viterit B a C 0 3, serussit PbCO, va boshqalar kristallanadi. M onoklin singoniya esa elem entar yacheyka o g ‘ma paralle- lepipeddan tashkil topib, uning ikki juft tom on i t o ‘g ‘ri bur- chakli va bir juft tom on i parallelogram mdan iborat boMadi. Yacheyka qirralaridan biri boshqa 2 tasiga perpendikular boMadi. U shbu sin goniyad a sodda va asos b o ‘yich a m arkazlashgan panjaralar uchraydi (1 3 -r a sm ). Bunday sistem ada hozirgacha m a’lum boMgan m ineral- larning 42 % i kristallanad i.P etalit LiSi4A lO |0, san id in va adulyar K S i3A 1 0 x, barberit N a S i3A 1 0 s, selzian B a S i2A 1 0 8, krizotil M g6(O H )8Si4O l0, talk M g3(O H )2S i4O |0, m in n eso ta it F e3(O H )2S i4O IH, pirofillit A 10F ISi2b 5, k lin oen statit M g S i0 3, d io n s id C a M g S i20 6, g e d e n b e r g it C a F e S i20 6, io g a n s e n it C aM n S i20 6, akm it N a F e S i20 6, jadeit N a A lS i20 6, spodum en LiAlSi20 6 va boshqalar shular jumlasidandir. Triklin singoniyada fazoviy panjara ham m a tom onlari va burchaklari turlicha boMgan parallelepiped holidagi elem entar yacheykadan tashkil topadi (14-rasm ). Albit N aA lS i3O s, m ikroklin K AlSi30 8, anortit C aA l2Si20 8, ro d o n it C a M n 4S i50 |5, b u s to m it C a 3M n 3( S i30 9) 2, p e k to lit H N a C a 2S i30 9, p s e v d o v o lla s to n it C a 3S i30 9 kabi birikm alar triklin sistem asiga m ansub. Kristallarning murrakab strukturalari bir-birin ing ichiga joylashtirilgan bir nechta Brave panjaralarining yigMndisidan iborat deb qaraladi. Bunday struktura sodda elem entlarning kristallariga ham , murakkab kim yoviy tarkibga ega boMgan kristallarga ham tegishlidir. 1867-yili rus m uhandisi va kristallshunosi A.V. G adolin sim m etrik elem entlarning 32 turdagi kom binatsiyasi mavjud- ligini topgan, ular sim m e triy a s in /la ri deb ataladi. 1881-yili rus kristallshunosi E.S. Fyodorov barcha kristall zarrachalarning xayolan joylash ish im koniyatlarini o ‘rganib, 32 sim m etriya sin fla rin i 230 turdagi fa zo v iy guruhlar, y a ’ni kristallarda atom larning 230 turdagi geom etrik joylashish usullari borligini aniqlagan. K eyinchalik, nem is m atem atigi A. Shenflis ham bu fikrni tasdiqladi. 14- §. Panjaralarning sinflari Panjaralar tuzilishida uchta: koordinatsion, murakkab va qavat-qavat sin f mavjud ( 1 5 - rasm). 1. K o o r d i n a t s i o n p a n j a r a l a r zaryadlangan yoki zaryadlanm agan, bir xil yoki har xil struktura elem entlaridan tuziladi. Turli elem entlardan tuzilgan panjaralarda har bir ion yoki atom qaram a-qarshi zaryadlangan ion yoki atom bilan a CT £ ) T3 0 D 0 ТЭ a c? a a 3 * 0 . 0 * 0 , ' 0 0 * 0 . ( a b d 15- rasm. Panjaralar: a — koordinatsion; b — murakkab; d — qavat-qavat. qurshalgan boMadi. M a ’lum ionni o ‘rab turgan qaram a-qarshi ionlar soni ko o rd in a tsio n son deb ataladi. Panjaradagi qaram a- qarshi zaryadlangan ionlar koordinatsion sonlarining nisbati m odda form ulasidagi elem en tlar so n in in g teskari nisbatiga tengdir. M asalan, S i 0 2 ning panjarasida: Si+4 da Kc = 4 О 2 da К = 2 c Ularning nisbat: 2:1. S i 0 2 ning form ulasida esa Si+4 bilan O 2 ning nisbati 1:2, ya’ni teskari ravishda nam oyon boMyapti. 2. M u r a k k a b p a n j a r a l a r n i n g tugunlarida m o le- kulalar yoki kom pleks ionlar joylashgan boMadi. 3. Q a v a t - q a v a t p a n j a r a l a r d a bir tom onlam a qutb- lanish hodisasi ro‘y bergan holat vujudga kelib, bunda ionlar orasidagi masofa turli y o ‘nalishlarda bir xil boMmay qoladi. Q avat-qavat silikatlarda qutblanuvchi anionlar (O 2 ) ichida joylashgan qutblovchi kationlardan (m asalan, Si4+ yoki A l1+) tashkil topgan u c h la m c h i paketlar h osil boMadi. P aketlar tekislik bo'ylab, cheksiz davom etishi m um kin. Bunda tekis qavatlar, ya’ni m olekula ichida valen t kuchlari ta ’sir etsa, qavatlar orasida esa V an-der-V als kuchlari vujudga kelib, ular kristallning birikishiga sabab boMadi. Silikatlarning panjaralari ionli, koordinatsion va murakkab sinflar oraligMdagi ko'chish turida boMib, kom pleks anionlar asosida hosil boMadi. Ular o ‘zlarida koordinatsion tuzilishni saq lasalar-d a, m arkazida kationi boMgan va bir-biri bilan q o lshilib, kom pleks hosil qiluvchi sim m etrik anionli guruhlar- dan tashkil topadi. Q avat-qavat tuzilishga ega silikat panjara larning tuzilishida esa 3 ta sinfning belgilari saqlanib qoladi. 15- §. Kristallar kimyosining asosiy qonuni. Koordinatsion son va ko‘pyoqlilar V.M . G oldshm idt tom onidan aniqlangan bu qonun kristall kim yosining asosiy qonuni hisoblanib, unga ko‘ra, kristallar- ning tuzilishi strukturadagi atom , ion yoki atom lar guruhining sonlari va oMchamlarining nisbati ham da ularning qutblanish xususiyatlari bilan aniqlanadi. Panjaraning potensial energiyasi qancha m inim al qiymatga ega boMsa, kation va anionlarni panjarada joylashishi shuncha 16-rasm. Turli barqarorlik darajasiga ega bo ‘lgan strukturalaming sxemasi. a — barqaror; b — unchalik barqaror emas; d — beqaror. barqaror boMadi, bunda har xil zaryadlangan ionlarning sfera- sigina bir-biri bilan tutashadi (1 6 -r a sm ). Agar strukturada anionlarning sferasi ham bir-biriga tuta- shib ketsa, uning barqarorligi kamayadi. Strukturadagi bir xil zaryadlangan ionlarning sferasi tutashib, anion bilan kation- ning sferasi bir-biri bilan tutashm ay qolsa, unda struktura beqaror boMib, buzilib ketadi. 3- jadvalda koordinatsion soni 6 ga teng boMgan holat uchun elem entlarning ion radiuslari keltirilgan. K oordinatsion son 6 dan 4 ga o ‘zgarsa, keltirilgan qiymatlar 6% ga kam ayadi, koordinatsion son 8 ga teng boMganda, ular 3% ga oshadi. V.M . G oldshm idt elem entlarning ion radiuslarini hisob- lashda asos qilib ftor (1,33 A ) va kislorod (1,32 A ) ionlari radiuslarini olgan L. Poling hisoblarida kislorod ionining radiusi 1,40 A. N .V . Belov va G .B . B okiy tom onidan esa kislorod ionin ing radiusi 1,36 A deb olingan va shu tariqa boshqa elem entlarning ion radiuslari qiym ati topilgan. Ularni qiyoslash natijalarini 17-rasm dan yaqqol k o ‘rish mumkin. Ikki k o m p o n en tli birikm alar uchun kation radiusining anion radiusiga boMgan nisbatining qiymati koordinatsion son haqida maMumotlar berishi m um kin. Agar /*k \ ra — 0, 15 — 0,22 boMsa, Kc = 3 rk \ га = 0,22 - 0,41 boMsa, Kc = 4 rk \ ra = 0,41 — 0,73 boMsa, Kc = 6 r. \ r = 0,73 boMsa, К = 8 boMadi. к ' a ’ 7 с I II III I V V VI VI I a h a b a b a b a b a b a b I I 2 * 2 ' 3 ’ 3 ' 4 ' 4 ‘ 5 * 5 ' 6 1 6 ' T 17- ra sm . Kimyoviy elem entlar radiuslarining ion nisbiy qiymatlari. U shbu k oord in atsion sonlar uchbu rchak , tetraedr, ok- taedr, kub va k u b ooktaed r shaklidagi strukturalarni hosil qiladi (18-rasm ). r j r a qiym atining ortishi anionlarn ing ikki tom on ga qarab surilishiga olib keladi. Bu esa kation atrofida ko'p sonli anionlard an tashkil topgan a n io n li k o'p yoqlik ni vujudga keltirib, kation k oord in atsion so n in in g ortishiga sa- bab boMadi. M isol tariqasida S i 0 2 ning tuzilishini k o ‘rib c h iq a m iz . /• s it' = =0 , 3 9 А, /-о- = 1 , 3 6 A ga te n g . r k\ r = 0 , 3 9 A / 1 , 3 6 , A = 0 , 2 9 , y a ’ni K = A , bu qiym at S i4+ ni tetraedr shaklidagi qurshovda boMishini ko‘rsatadi. Agar A120 3 ni olsak, rA|3+ = = 0 , 5 7 A ga teng. r j r = 0,57 / 1 , 3 6 = 0 ,4 1 9 , К = 6 . B unda oktaedr k o ‘rinishidagi struktura vujudga keladi. K oordinatsion son ortishi bilan m arkaziy kationning uncha katta boMmagan qutblanish darajasi kam ayadi. Q utblanish 4 — J.I. A lim jonova, A.A.Ismato v 4 9 3 - j a d v a l D .I. Mendeleyevning kimyoviy elementlar davriy sistemasiga kirgan ionlarning radiuslari L/l О Davr- Gruppachalar lar la II, IHa IVa v a VI, VIIa Villa 2 Li Г 0,68 Be 2+ 0,34 3 Na Г 0,98 Mg 2+ 0,74 4 К 1+ 1,33 Ca 2+ 1,04 Se 3+ 0,83 Ti 2+ 0,78 3+ 0,69 4+ 0,64 V 2+ 0,72 3+ 0,67 4+ 0,61 Cr V 0,83 3+ 0,64 6 + 0,35 Mn 2+ 0,91 3+ 0,70 4+ 0,52 Fe 2 + 0,80 3+ 0,67 Co 2+ 0,78 3+ 0,64 5 Rb 1+ 1,49 Sr 2 + 1,20 Y 3+ 0,97 Z r 4 + 0,82 Nb 4+ 0,67 5+ 0,66 Mo 4+ 0,68 6 + 0,65 Те Ru 4 + 0,62 Rh 3+ 0,75 4 + 0,65 6 Cs Г 1,65 Ba 2+ 1,38 La 3+ 1,04 4 + 0,90 HI 4 + 0,82 Ta 5+ (0,66) W 4+ 0,68 6 + 0,65 Re 6 + 0,52 Os 4+ 0,65 Ir 4+ 0,65 7 Fr Ra 2* 1,44 Ac 3+ 1,11 Ku Lantanoidlar G e 3 + 1,02 4 + 0,88 Pm 3 + (0 ,9 8 ) Pr 3 + 1,00 Sm 3 + 0,9 7 N d 3 + 0,9 9 Eu 0 + 0,9 7 Aktinoidlar Th Pa U 3 + 1,08 3 + 1,06 3 + 1,04 4 + 0,95 4 + 0,91 4 + 0,8 9 N p Pu Am 3 + 1,902 3 + 1,01 3 + 1,00 4 + 0,8 8 4 + 0,86 4 + 0,85 Gruppachalar v i n h ih n ih iv h Y, v i h v n b VIllb H Г 1,36 1 + 0 ,0 0 Be 0 1,22 В 3+ (0,20) С 4+ 0,2 4+ (0,15) 4+ (2,60) N 3 + 5+ 0,15 3 ' 1,48 0 2 1,36 F 1- 1,33 Ne 0 1,60 В 3+ 0,57 Si 4" 0,39 P 3 - 5* 0,35 3 ' 1,86 S 2 - 1,82 6 + (0,29) Cl Г 1,81 7+ (0,26) Ar 0 1,92 Ni T 0,74 G e Г 0,98 V 0,80 Zn 2+ 0,83 G a 3+ 0,62 G e 2* 0,65 4 + 0,44 As 3" 0,69 5+ (0,47) 3 1,91 Se 2- 1,93 4+ 0,69 6 + 0,35 Br Г 1,96 7+ (0,39) Kr 0 1,98 Pd 4 + 0,64 Ag 1+ 1,13 Cd 2+ 0,99 In Г 1,30 3+ 0,92 Sn 2 + 1,02 4 + 0,67 Sb 3+ 0,90 5+ 0,62 3- 2,08 Те 2, 11 4+ 0,89 6 T (6,56) J Г 2 ,20 7+ (0,50) Xe 1 2,18 Pt 4+ 0,64 Au 1+ (1,37) Hg 2 + 1, 12 TI 1 1,36 3+ 1,05 Pb 2 + 1,26 4 + 0,76 Bi 3+ 1,20 5+ (0,74) 3- 2,13 Po At Rn Gd Tb Dy Ho Er Tu Yb Lu 3+ 0,94 3+ 0,89 3" 0,88 3* 0,86 3- 0,85 3+ 0,85 3- 0,81 3+ 0,80 natijasida ionlarning shakli o'zgaradi, ularning radiusi va ionlar orasidagi masofa kamayadi. Ana shu masofa m a ’lum bir miqdorga yetganda koordinatsion son sakrab kamayadi va yangi sinfli panjara, masalan qavat-qavat panjara hosil boMadi. Silikatlarning kristall panjarasida kationlarni kislofodli anion guruhlari o ‘rab turadi. Bunda katta zaryadga ega boMgan kichik kationlarning koordinatsion sonlari h a m m a strukturalarda bir xil boMadi. Boshqa kationlar esa turli panjaralarda uchtadan ortiq boMmagan koordinatsion songa ega boMishi m um kin. Katta ion radiuslariga ega boMgan ko‘p kationlarning koordinatsion soni 8; 10, o ‘rtacha radiusda 12; 6 va eng kichik radiusda 4 va 3 boMadi. Kation q ancha yirik boMsa, uning koordinatsion sonlari shuncha katta boMadi (4-jadval). D em ak, koordinatsion sonning qiymati rk/ r a nisbati, ka- tio n n in g q u tb lan ish darajasi, b irik m an in g kimyosi, te m p e - ratura, bosim, kristallanish jarayonidagi m u h itn in g kislotali yoki ishqorli boMishi bilan aniqlanadi. K ation koordinatsion 1 8 - rasm . Koordinatsion k o ‘pyoqliklar: a— gantel (koordinatsion soni — 2 ); b— uchburchak (koordinatsion soni — 3); d — tetraedr (koordinatsion soni — 4); e — oktaedr (koordinatsion soni — 6 ); / — kub (koordinatsion soni — 8 ); g — kubooktaedr (koordinatsion soni — 12 ). sonining oshishi bilan kristallarning sindirish ko‘rsatkichi va zichligi ortib boradi. M a s a la n , a lu m in iy silik a tin in g p o lim o r b s h a k lla r id a n (Al20 3 S i 0 2) sillim anitda Al3+ ioni yarm ining koordinatsion soni 4 ga teng, yarmi 6 ga teng, uning zichligi 3,25 g / s m \ N m= 1,658. Kianitda esa barcha Al3+ ionlarining koordinatsion soni 6 ga teng, uning zichligi 3,60 g /s m 3 va N m= 1,722. 4 - j a d v a I Download 14.54 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|