Кристаллическая структура Al2o3.

Еще ее называют - Al₂O₃или лейкосапфир. Используется как материал для изготовления подложек в полупроводниковых технологиях.

Модификация безводна, чистые кристаллы прозрачны и бесцветны. Если атомы Al замещаются атомами Cr, то цвет становится малиновым, получается рубин, который используется для изготовления лазеров. Если атомы Al замещаются атомами Ti, то цвет становится синим, получается сапфир, атомы Al замещаются атомами Fe, то цвет становится желтым.

Это ромбоэдрически деформированная структура поваренной соли, где позиции ионов Na и Cl замещены группой Al₂О₃. Двухвалентные ионы кислорода образуют приблизительно плотнейшую гексагональную упаковку с мотивом чередования слоев АВАВ, а ионы Al симметрияно заполняют 2/3 октоэдрических пустот. Это сложная структура, ей присущи винтовые оси, повторение структуры происходит через 6 слоев ионов О с шестью промежуточными слоями Al.

К _{Al по O} =6

Лекция 13 Полиморфизм, изоморфизм и политипия.

Полиморфизм это способность элемента или химического соединения существовать в разных кристаллических формах, отличающихся по симметрии структуры и свойствам.

Аллотропия – сера моноклинная и сера ромбическая.

Термин “полиморфия” относится к химическим элементам.

При этом каждая полиморфная модификация является устойчивой фазой в соответствующих физико-химических условиях.

Переход из одной модификации в другую осуществляется при определенном соотношение между давлением и температурой.

Количество тепла, поглощаемое или выделяемое в результате полиморфного превращения, отнесенного к единице массы называется теплотой полиморфного поглощения. При это процесс полиморфного превращения из одной полиморной модификации в другую называется:

 энантиотропный, если процесс обратимый;

 монопропный, если процесс необратимый.

Пример:

алмаз  графит (процесс монотропный)

Неустойчивая устойчивая

модификация модификация

ZnS

вюрцит  сфалерит (монотропный процесс)

95,5⁰С

сера ромбиическая  сера моноклинная (энатиотропный пр-сс)

573⁰С

-кварц-кварц (энатиотропный пр-сс)

Скорость полиморфного перехода зависит от температуры. При температурах несколько ниже температуры превращения скорость перехода устойчивой при высокой температуре формы, возрастает постепенно достигая максимума.

Из двух полиморфных модификаций устойчивой является форма с наименьшим давлением пара при данной температуре.

Переход из одной полиморфной модификации в другую всегда осуществляется при определенном соотношении температуры и давления.

На образование различных полиморфных модификаций влияют также: химический состав раствора, из которого происходит криталлизация, и наличие в нем примесей, не считая давления и температуры.

Когда осуществляется полиморфное превращение, менется тип химической связи. Полиморфные превращения с незначительным перемещением ионов, атомов и молекул называются сдвиговыми превращениями в отличие отреконструктивных превращений, связанных с возникновением совершенно новой структуры. Если образуются структуры с разными координационными числами, то существует правило:

При низких температурах и высоких давлениях устойчивой является форма с большим координационным числом. Наоборот, при высоких температурах и нормальном давлении устойчива форма сменьшим координационным числом. Возможны отклонения от правила.

ПК ОЦК ГЦК

К6 К8 К12

=0,52=0,68=0,74

При увеличении давления и уменьшения температуры идет изменение структурного типа. ZnS NaClCsCl

Понижение давления и увеличение температуры связано с образованием менее плотной упаковки.

CsCl NaClZnS

К8 К6 К4

Для полиморфных модификаций в некоторых случаях полиморфный переход связан с вращением группы атомов в кристаллической структуре, которое начинается после достижения определенной температуры.