Упаковки щільні
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Упаковки щільні

Упаковки щільні в кристалографії, форми розташування атомів в кристалічній решітці, які характеризуються найбільшим числом атомів в одиниці об'єму кристала. В. п. виразно виражені у великому числі кристалічних структур. Вони характерні для більшості металів, а також для кристалізованих інертних газів. Структури багатьох неорганічних (іонних) кристалів є В. п. кульових аніонів (з великими іонними радіусами ), в порожнечах яких розподіляються дрібні катіони.

загрузка...

  Більше 300 років відома (І. Кеплер) і визнається найбільш щільною упаковка куль «уручну» ( мал. 1 ), коли на шар куль, укладених з квадратним мотивом, накладений інший такий же шар куль в лунки того, що пролягає нижче (коефіцієнт заповнення простору 74,05%, мал. 2 ).

  Очевидно, що кулі третього шару лежатимуть точно над кулями першого. Така упаковка зазвичай називається кубічною щільною гранецентрованою. Вона вважалася єдиною, поки в 1900 англ.(англійський) кристалограф У. Барлоу не показав, що, поставивши куб на кут, його можна розібрати на плоскі ще щільніші шари ( мал. 3 ), в яких лунок між кулями в два рази більше числа самих куль ( мал. 4 ). Варіюючи укладання щільноупакованих шарів ( мал. 5 ), отримують незліченну безліч плотнейщих упаковок з однаковим коефіцієнтом заповнення – 74,05%. Якщо обмежити напластовування деяким періодом, то виходить: двошарова щільна упаковка ( мал. 6 , а, третій шар повторює перший), тришарова ( мал. 6 , б, четвертий шар повторює перший), чотиришарова ( мал. 6 , в) і т.д. Тришарова упаковка – це вихідна кубічна, інші – всі гексагональні.

  Благородні метали Ag, Au, Pt, а також Cu, Al, Pb,g-fe характеризуються тришаровою – кубічною щільною упаковкою атомів. Двошаровій упаковці підкоряються Ве, Mg, Zn, Ti, чотиришаровою, – рідкоземельні метали: La, Ce і ін. Вельми часто поліморфізм (вже не лише чистих металів, але і з'єднань з простою формулою АХ(Академія витівок)) зводиться до зміни типа щільної упаковки 6-, 8-, 15-слойнимі аж до числа шарів в декілька десятків (карборунд SIC). Кристалічні решітки деяких з'єднань характеризуються менш щільним об'емноцентрірованной укладанням ( мал. 7 ) з коефіцієнтів заповнення 68% (а-залізо, лужні метали).

  Оскільки найбільш поширені двух- і тришарові упаковки з стандартним розташуванням аніонних куль, то структура хімічної сполуки частенько визначається розподілом ін. елементів структури, головним чином катіонів, по порожнечах щільної упаковки (див. Структури кристалів ) . Їх 2 сорти: серед 6 куль (октаедричної порожнечі) і серед 4 куль (порожнечі тетраедрів); других в 2 рази більше, ніж перших (як показано на мал. 8 – з аніонами у вершинах щільноупакованих поліедров). При описі структур обмежуються зазвичай виділенням в таких шарах заповнених поліедров, які розфарбовують в різні кольори відповідно сортності заселяючих атомів ( мал. 9 ).

  Літ.: Белов Н. Ст, Структура іонних кристалів і металевих фаз, М., 1947.

  Н. Ст Белов.

Мал. 7. Об'емноцентрірованная упаковка.

Мал. 6. Щільні кульові упаковки: а — двошарова, би — тришарова, в — чотиришарова.

Мал. 2. Що генерують щільну кубічну упаковку плоскі шари з квадратною симетрією.

Мал. 4. Щільна гексагональна упаковка.

Мал. 3. Що генерують щільну упаковку плоскі шари з гексагональною симетрією.

Мал. 8. Шар з щільноупакованих октаедрів і тетраедрів відносно 1:2.

Мал. 1. Щільна кубічна упаковка. Елементарне вічко.

Мал. 9. Розфарбовування заселених тетраедрів щільноупакованої структури станніна Cu 2 Fesns 4 в три кольори.

Мал. 5. Плоский щільноупакований шар з числом лунок в два рази великим числа куль.