Теория негізі. 1.1. Қарапайым қорапшаның параметрі, сингониясы және көлемі

1.1. Қарапайым қорапшаның параметрі, сингониясы және көлемі.

Табиғатта қатты заттар аморфты және кристалл күйінде кездеседі. Аморфты денеде атомдар (молекулалар) ретсіз орналасады. Ал кристаллды денелерде атом, молекула және иондар дәл орын-орнымен орналасқан. Кристалл заттарға қатты күйдегі металды және оның балқымасын жатқызады.

Кристалл заттың құрлысы графикалық кристалды тор түрінде бейнеленеді, ал ол қарапайым қорапшалардан құралады. Қарапайым қорапша симметияға байланысты жеті сингонияға бөлінген, оның әр қайсысы қабырға ұзындығы мен бұрыштың арасындағы қатынастың анықтамасымен анықталады, яғни кубты, гексоганальды, тетрагональды, тригональды, ромбты, моноклинді, триклинді болады. Кубты тор - қатты заттың кристалл торының қарапайым көрінісі.

1-сурет. Кристаллдық сингониялар: а – кубтық, б – тетроганальді, в – ромбты, г – моноклинді, д – триклинді, е – тригональді, ж – гексагональді.

Кристалдың қарапайым қорапшасының қабырға ұзындығы кристалл тордың параметрі болып табылады. Жекелеп атағанда,кубты торды бір ғана параметр анықтайды, ол куб қабырғасының ұзындығы.

Кристалл торы жалпы түрде а, b, с тор параметрлерімен, координат осі α,β,ɣ арасындағы бұрышпен; координациялық санмен; ŋ каэффициентімен және формуладағы Z бірлік санымен сипатталады.

Координациялық сан – көрші атомдардың жақын тең бөлігінің саны; кристалдағы әрбір атомды қоршап тұрады. Тордың ықшамдылық каэффициенті ŋ – атомның орын алған көлемінің тордың жалпы көлеміне қатынасы. Формальді бірлік саны Z дегеніміз бір қарапайым қорапшаға келетін атом саны.

Формалы-геометриялық орналасуымен және шығатын кристалл торымен кристалл заттың қарапайым қорапшаның көлемі анықталады.

1.2.Қарапайым қорапшадағы атомдар саны туралы түсінік.

Көптеген металдар төмендегідей кристалл тордың тығыз атомдар жиынын құрайды:көлемді-орталықтанған кубты(КОК), шекаралы орталықтанған кубты және гексоканальды тығыз жинақталған.Осылай кристалл тордың түрлерін біле отырып,қарапайым қорапшадағы атом санын есептеуге болады.

Бір көлемді-орталықтанған кубты қарапайым қорапша үшін екі атом келеді:біреуі куб ортасында, ал екіншісі-куб төбесінде орналасады(куб төбесіндегі әрбір атом бір мезгілде сегіз қорапшаға тиесілі және осы жолмен берілген қорапшаға осы атомның 1\8 бөлігі, ал барлық қорапшаға 1\8*8=1атом келеді).

2-сурет. металлдардың крисаллдық торлары: а – көлемді орталықтанған кубты; б – шекаралы орталықтанған кубты; в – гексагональді тығыз жинақталған.

Шекаралы орталықтанған кубты қарапайым қорапшада төрт атом болады:оның біреуі куб төбесіндегі атом, ал үшеуі есептелген суммалы атом бөлігі,бұл шекара ортасында орналасады.Осылардың әрбірі екі қорапшаға тиесілі.

Гексагональді тығыз қапталған қарапайым қорапшаның торында алты атом.3+(1\6*12)+(1\2*2)=6

1.3.Рентгенографиялық тығыздықтағы кристалл заттың есебі.

Рентгенографиялық анализ бойынша берілген тығыздықты анықтау үшін зат тығыздығының маңыздылығы (металл,минерал)мен оның орын алатын атом массасының элементі мен көлемнің арасындағы байланыс қолданылуы.

Рентгенографиялық тығыздықты анықтау үшін қарапайым қорапшаның көлемін Vo білу керек, ондағы атом санын Ż және осы атомдардың массасын білу керек(грамм-атом А белгілі)сонда қарапайым қорапшадағы атом массасы мыныған тең (А\No)Z,г; мұндағы A\N-бір атомның массасы, г;No—Авогадро саны.

ρ = AZ/Nο · 1/Vο, г/см³ (3.2.1)

Қарапайым қорапшаның параметрі ангстреммен(1А=10^{-8 см) өлшенетін болғасын қарапайым қорапшаның көлемін А0}-дан формулада кубты сантиметрге мағынасын аударғанда,V₀*10^-24 пайда болады,мұндағыV₀-көлем,А-сонда тепе-теңдік болады.

ρ = 1,6602 AZ/Nο, г/см³ (3.2.2)

Химиялық қосылыстар үшін А-ның орнына ∑А_і қойылады.

Қарапайым қорапшаның көлемі белгілі кристалл заттар үшін параметрі туралы анықтама арқылы айқындалады. Белгісіз параметрлі заттың тығыздығын анықтау үшін заттың рентгенограммасын түсіріп және осы параметрлерді есептеу керек. (Қосымша2.1).

Осындай жолмен есептелген кристалл тордың айқын параметрлерімен сипатталады.Кристалл заттың тығыздығының анықталған маңыздылығы, заң бойынша, рентгенографиялықтан сәл көп не аз тұрғыда айырмашылығы болады.

2.Практикалық бөлімі.

2.1.Есеп тәртібі.

2.1.1.Оқытушыдан индивидуальды нұсқасын алу.

2.1.2.Заттың тығыздығын есептеу(геометриялық көзқарас пен берілген материалдың кристалды құрылысы туралы мәліметті пайдалана отырып, санның формульді берілгенін анықтау керек).

2.1.3.Пайда болған есептің нәтижесін П2 және П3-пен салыстыру.

2.2.Жаттығуды орындауға арналған кейбір кристаллды материалдардың үлгісі.

Кристалл материалының аталуы	Сингония	Кристалл торы	Қарапайым қорапшаның параметры	Негізгі маңызы және қолдану орны
1. Алтын – Au, алтын-сары түстес материялл.	Кубты	ГЦК	а₀=4,0783 Ǻ	Негізгі ақшалы металл, әшекей ретінде қолда-нылады, физикалық және химиялық приборларда байлықтың белгісі.
2. Мыс-Сu қызғылт түсті металл	Кубты	ГЦК	а0 =3,6153 Ǻ	Қаттылығы 2,5-3,пластикалық электрөткізгіш диамагнитті электртехникада,машина жасауда да әр түрлі прибор, ыдыс жасау үшін қолданылады.
3. Платина-Рt	Кубты	ГЦК	а0=3,924 Ǻ	Балқыту t-сы 1773С.қаттылығы-4, электрөткізгіш, парамагнитті; электртехникада, физи-калық, химиялық приборлар жасауда, сонымен қатар термопар жасауда қолданылады.
4. Күміс-Ag күміс-ақтүсті металл	Кубты	ОЦК	а0=4,0856 Ǻ	Мыспен балқытқанда күміс бұйымдар жасау үшін, тиын және т. б. жасау үшін қолданылады. Таза күміс әр түрлі салаларда қолданыла-ды.
5. Темір-Ғе	Кубты	ОЦК	а0=2,86 Ǻ	Қаттылығы 4-5, 768С-қа дейін магнитті.Көміртегі мен темір балқыма және басқа да балқымалары барлық экономикалық жетістіктерде пайдаланылады.
6.Никель-Ne күміс-ақ түсті металл	Кубты	ОЦК	а0=3,499 Ǻ	Электрөткізгіш магнитті; физикалық маңызы бар қорытпалар алуда кеңінен қолданылады.
7. Алюминий –Аl, күміс-ақ түсті металл	Кубты	ГЦК	а0=4,041 Ǻ	Балқыту температурасы 600С, жоғары электрөткізгіш құрылыс құрастыру заттарын жасауда қолданылады.
8.Магний-Мg ашық-сұр түсті металл	Гексогональды	ТУ	а0=3,103 Ǻ С0=5,200 Ǻ	Балқу t-сы 650С, ауада тез жанады;Пиротехника мен хим. өндірісте қолданылады. Балқымалары авиация және ракета өндірісінде қолданылады.
9.Алмаз-С түссізжәне әртүрлі түске боялған металл	Кубты	Тетраэдрическая координация	а0=3,5668 Ǻ	Қаттылығы 10, электр нашар өткізеді. Түссіз алмаз бағалы әшекей(бриллиант).
10..Графит-С, темір-қара түсті металл.	Гексогональді	Беттесір орналасқан гексогональды сетіс	а0=2,46 Ǻ С0=6,80 Ǻ	Графитті тигль жасауға қолданылады,карандаш және электрод жасауға қолданылады.
11.Кварц-а.SiO2, әр түрлі минерал түссіз(тау кристалы) қараға дейін (мырыш)	Тригональды	Тетроэдрлі координациялық кремний және екілік оттегі	а0=4,91 Ǻ С0=5,404 Ǻ	Әшекейлік тас, оптикалық прибордың элементі, радио-техникада, электроникада, ыдыс жасауда, шыны-керамикалық өндірісте қолданылады.
12.Пирит-FeS2 латун-сары түсті металл	Кубты	ГЦК күкірт ионы қос орналасады.	а0=5,41 Ǻ	Қаттылығы 6-6,5 электр желісі, диамагнитті, күкірт қышқылын алудағы негізгі өнім түрі.
13.Галит-NaCl, түссіз минерал.	Кубты	Екі ГЦК торлар бір-біріне тігізделген.	а0=4,640 Ǻ	Қаттылығы-2, әлсіз электрөткізгіш және жылуөткізгіш, гиграскопты.Консерв өнімдегі маңызды тағам, тұз қышқылын, хлор, сода алуда хим. маңызы зор.
14.Кальцит-СаСО3, түссіз не ақшыл минерал	Тригональды,ромб тәрізді.	ГЦК	а0=4,98 Ǻ с₀=17,02 Ǻ α =101,55	Қаттылығы-3;800-1000С-та қыздырғанда СаО және СО₂-ге диссоциациаланады.Минерал ретінде оптикалық прибор жасауға, әшекей бұйымдары мен өнер бұйымдарына, химиялық өндірісте-известь алуға, құрылыс материалы-мрамор алуда қолданылады.
15.Гематит-Fe2О3, темір қара түсті минерал	Гексогональді		а₀=5,04 Ǻ с_о=13,72 Ǻ	Қаттылық-5,5-6, ауада аздап HCL-да ерітсе магнитті болады. Гематитті руда, шойын мен болат алуда маңызды.
16.Магнетит-Fe3O4, темір қара түсті минерал	Кубты		а ₀=8,3963 Ǻ	Қаттылық 5,5-6; жартылай өткізгіш, феррамагнитті. Магнитті руда-шойын мен болат балқытудағы маңызды шикізат.
17.Мусковит-КОН2, [ALSi3O10](OH2) сиюда тобының минералы, әрине түссіз, бірақ сарылау не жасыл түс береді.	Моноклинді		а0=5,19 Ǻ в0=9,00 Ǻ С0=20,10 Ǻ ß=95,18	Қаттылық 2-3, диэлектрик.. Жапырақ тәрізді мусковит электр өндірісінде негізгі орын алады:изолятор, конденсатор, реостат, телефон және т.б. Отқа төзгіш құрылыс материалдары, бояу, әртүрлі керамикалық бұйым және т.б.
18.Гипс-СаSO4*2H2O, негізінен ақ, сұр және ашық түсті минерал.	Моноклинді		а ₀=5,67 Ǻ в0=15,15 Ǻ С ₀=6,28 Ǻ ß=113,5	Қаттылық 1,5-2, қыздырғанда 220С. температурада сусызданады.Жартылай күйдірілген гипс штукатурка,хирургия, қағаз өніміне де қолданылады.Табиғи гипс цемент өнімінде, краска, эмаль, глазурь алуда қолданылады.
19.Галенит-PbS, қорғасын-сұр түстес минерал.	Кубты	ГЦК	а₀=5,936 Ǻ	Қаттылық 2-3; жартылай өткізгіш, диамагнитті. Барлық дерлік қорғасын өнімі осы минералға байланысты.Металл балқытудан басқа галениттің қорғасын оксидімен PbO бояу алады.

Қосымша 1

Қарапайым жәшіктің тығыздығые анықтау үшін қолданылатын формула.

1. Кубтық сингония – V = a³

2. Тетрогональды сингония – V = a²c

3. Ромбты сингония – V = abc

4. Ромбэдр сингониясына – V = a³ √1-3cos² α + 2cos³α

5. Гексоганальді сингония – V = √3 /2 a²c = 0,866a²c

6. Моноклинді сингония – V = abc sin

7. Триклинді сингония – V = abc √1 - cos²α - cos²γ + 2cosα cosβ cosγ

Кейбір химиялық элементтердің атомдық салмағы мен тығыздығы.

Химиялық элемент	Атомдық нөмір	Атомдық салмақ	Тығыздық, г/см³
Al		26.97	2.7
Ag		107,880	10,5
Au		197,2	19,3
C		12,01	2,3
Ca		40,08	1,5
Cl		35,457	0,0032
Cu		63,57	8,9
Fe		55,85	7,9
K		39,102	0,86
Na	И	22,997	0,97
Ni		58,69	8,9
O		16,000	0,0014
Pb		207,21	11,3
S		32,06	2,0
Si		28,06	2,3
Sn		118,70	7,3
Zn		65,38	7,1
Мg		24,32	1,74
Pt		195,23	21,45

Кейбір минералдардың тығыздықтары.

Минерал	Тығыздық, г/см³		Минерал	Тығыздық, г/см³
Алмаз	3,47-3,36	Кальцит	2,712
Галенит	7,597		Кварц	2,648
Галит	2,163		Магнетит	5,2
Гематит	5,274		Мусковит	2,834
Гипс	2,13		Пирит	5,016
Графит	2,09-2,23	Сера	2,08

Қосымша 2

<== предыдущая страница	\|	следующая страница ==>
БЛИЦ ТЕСТ	\|	Блиц тест. 1. Әртекті заттардың массасынның алып жатқан бар көлемге қатынасымен анықталынатын шама

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 499; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!

lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.004 сек.