- •Предмет и задачи кристаллохимии.
- •Общие свойства кристаллических веществ.
- •4. Вывод уравнения Вульфа-брегга, его использование.
- •Применение
- •5. Методы рентгеновской съёмки кристаллов.
- •6. Метод Дебая-Шеррера в рса, его использование.
- •7. Рентгенофазовый анализ.
- •9. Металлическая связь. Зонная теория Брилюэна.
- •10. Основные типы структуры металлов. Общие свойства металлов.
- •Общие физические свойства
- •11. Структура неметаллов. Правило Юм-Розери. Свойства кристаллических неметаллов.
- •13. Ионная связь. Энергия кристаллической решетки.
- •14. Размеры атомов и ионов. Ионные радиусы по Тольдшмидту и Полингу. Закономерности в изменении кристаллических радиусов.
- •15.Основные типы кристалличетских структур. Примеры.
- •16. Строение солей неорганических веществ. Структурные единицы.
- •17. Строение перовскита. Сегнетоэлектрики.
- •18. Строение шпинели. Ферромагнетики.
- •19. Строение и свойства силикатов. Цеолиты
- •20. Полиморфизм. Различие в строение полиморфных модификаций.
- •21. Изоморфизм. Твердые растворы замещения, твердые растворы внедрения.
- •22. Интерметаллические соединения: твердые растворы замещения, фазы Лавеса, внедрения, соединения Юм-Розери, «ионные» соедения.
- •24. Реальные кристаллы. Дефекты кристаллических решеток.
- •25. Физические свойства кристаллических веществ. Оптические свойства. Пьезоэлектрики. Влияние симметрии кристалла на его физические свойства.
- •26. Классификация кристаллических структур.
17. Строение перовскита. Сегнетоэлектрики.
Структура типа перовскита CaTiO3 и изоморфных ему соединений BaTiO3, CaZrO3, PbTiO3 характерна для многих сегнетоэлектрических кристаллов. Структура типа перовскита характерна для высокотемпературной параэлектрической фазы обширного семейства соединений АВХ3 в тех случаях, когда размеры иона В позволяют ему разместиться в октаэдрах из ионов Х, а большой катион А по своим размерам близок к ионам Х.
В элементарной ячейке перовскита ионы титана занимают вершины, ионы кислорода помещаются в серединах ребер, а ион кальция — внутри ячейки. Несмотря на то, что внутри ячейки имеется ион, решетка не объемно-центрированная, а примитивная, трансляций внутри объема нет, ион кальция принадлежит ячейке целиком.
В структуре имеются три правильные системы точек: титана с кратностью 1, кальция с кратностью 1, кислорода с кратностью 3. Ионы титана связываются друг с другом трансляциями a, b, c, ионы кислорода — плоскостями зеркального отражения.
В структуре перовскита на 4N шаров плотнейшей упаковки (1 ион кальция и 3 иона кислорода) приходится N катионов титана, которые располагаются в октаэдрических пустотах между кислородно-титановыми октаэдрами. Пространственная группа Pm3m.
С егнетоэлектрики, вещества, обладающие в определенном интервале температур самопроизвольной (в отсутствие электрического поля) электрической поляризацией, сильно зависящей от внешних условий. Для каждого сегнетоэлектрика есть определенная температура, выше которой его данные необычные свойства исчезают и он превращается в обычный диэлектрик. Эта температура называется точкой Кюри. Обычно, сегнетоэлектрики обладают только одной точкой Кюри; исключение составляют лишь сегнетова соль (—18 и +24°С) и изоморфные с нею соединения. В сегнетоэлектриках вблизи точки Кюри наблюдается также резкое возрастание теплоемкости вещества. Превращение сегнетоэлектриков в обычный диэлектрик, которое происходит в точке Кюри, сопровождается фазовым переходом II рода. Для сегнетоэлектриков не соблюдается формула связи поляризованности и напряженности поля P=θε0E ; для них зависимость между векторами поляризованности (Р) и напряженности (Е) нелинейная и зависит от значений Е в предыдущие моменты времени. В сегнетоэлектриках наблюдается явление диэлектрического гистерезиса (запаздывания). С ростом напряженности Е внешнего электрического поля поляризованность Р растет, достигая при этом насыщения Уменьшение Р с уменьшением Е происходит по кривой 2, и при Е=0 сегнетоэлектрик сохраняет остаточную поляризованность Р0, т.е. сегнетоэлектрик остается поляризованным в отсутствие внешнего электрического поля. Чтобы уничтожить остаточную поляризованность, надо приложить внешнее электрическое поле обратного направления (—Eс). Величина Еc называется коэрцитивной силой (от лат. coercitio — удерживание). Если далее Е изменять, то Р изменяется по кривой 3 петли гистерезиса.
К сегнетоэлектрикам относятся сегнетова соль, титанат бария (BaTiO3), дигидрофосфаты калия (KH2PO4) и аммония, ниобат лития (LiNbO3) и др. Известно несколько сотен сегнетоэлектриков, в т. ч. сегнетокерамика. Применяются главным образом как пьезоэлектрические преобразователи в детекторах электромагнитных излучений, а также в различных конденсаторах.