25) Правило Гольшмидта

Различие и многообразие кристаллических струкур зависит от химической природы и числа структурных единиц, размеров атомов или ионов, сил связи между ними, степени поляризации

26) Тип химических связей в кристаллах

Каждый тип связи налагает определенные требования на геометрию структуры, на физические и химические свойства кристалла.

• Гомо- десмические кристаллы с одним типом связи

• Гетеро- десмические – с несколькими типами связей.

Ионная связь.

• Связь напрвленная (малонаправленная), играет очень важную роль с труктурах минералов.

• Правила Полинга (1929г.)

Пра́вила По́линга — два кристаллохимических закона о структуре кристаллов. Впервые сформулированы Лайнусом Полингом.Многие кристаллы имеют структуру на основе двух плотнейших упаковок: плотнейшей кубической упаковки и плотнейшей гексагональной упаковки. При этом плотнейшую упаковку формируют крупные ионы, и обычно это оказываются анионы, а мелкие ионы располагаются в пустотах трех типов: в октаэдрических, тетраэдрических и треугольных позициях.

Первое правило Полинга гласит, что в плотнейших упаковках крупные (если отношение радиуса катиона к аниону больше 0,414) катионы располагаются в октаэдрических пустотах, меньшие катионы занимают тераэдрические позиции (отношение радиусов от 0,414 до 0,215), и мелкие (меньше 0,215) треугольные.

Второе правило Полинга требует, чтобы в стабильной структуре соблюдался локальный баланс валентностей, то есть сумма валентных усилий (отношение валентности атома к его координационному числу) всех ближайших соседей данного атома была бы равна или приблизительно равна его собственной валентности. Это правило делает маловероятным заполнение позиций с большим отклонением от локального баланса (больше 10-20 %).

• 1) Заряды каждого иона в структуре должны быть уравновешены зарядами их непосредственных соседей или, по крайней мере находящихся от него на близком расстоянии – правило электоотрицательности.

• 2) Наличие общих ребер ( тем более граней) в структурных полиэдрах уменьшает устойчивость структуры.

Металлическая связь

• Связь симметрична, не направлена. Нет насыщенности

• Характерна только для конденсированного твердого состояния.

• Большие координационные числа ( 8-12), плотные упаковки.

Ковалентная связь

• Полярная и неполярная

• Насыщаемая, направленная. Малые координационные числа, отсутствие плотнейших упаковок.

• Донорно-акцентропная связь ( координационная связь)

Электростатическая связь.

• Дальнее взаимодействие электроотрицательных частей в структуре минерала. Ненаправленная

• Возникает в результате дипольных взаимодействий

• Ориентационный эффект( полярные молекулы комплексы)

• Индукционный эффект ( поляризующее воздействие электрических полей соседних молекул)

• Дисперсные эффект ( мгновенные диполи)

• Самая сильная форма электрической связи-водородная.

27) Атомные и ионные радиусы. Явление поляризации в кристаллах.

* Эффективный радиус атома или иона-сфера его действия.

* Ионный радиус определяется по линий связи на уровне минимальной электронной плотности.

* Ковалентный радиус ( расстояние между атомами в минералах с ковалентной связью) меньше, чем в случае ионной связи и зависит от электронной конфигураций взаимодействующих атомов.

Размеры ионных радиусов:

• В вертикальном ряду R элементов с одинаковым зарядом увеличивается.

• Для одного элемента R увеличивается с увеличением отрицательного заряда и уменьшается с увеличением положительного.

• В пределах каждого периода радиус ионов уменьшается

• Радиус атомов и ионов следует периодически элементов Менделеева, кроме(LA) –ов и (Ac)-ов.

• Ионные радиусы тех ионов, которые могут находиться в различной координации, возрастают с евеличением.

Закономерности поляризации ионов ( правила Фаянса)

1. Поляризуемость анионов тем больше. Чем больше радиус и чем меньше его заряд.

2. Поляризующие действие катионов тем интенсивнее, чем меньше его радиус и чем больше его заряд.

3. Чем ближе электронная оболочка атома к оболочке благородного газа, тем меньше полные эффекты.