УПАКОВКИ ПЛОТНЕЙШИЕ это:

УПАКОВКИ ПЛОТНЕЙШИЕ
УПАКОВКИ ПЛОТНЕЙШИЕ
УПАКО́ВКИ ПЛОТНЕ́ЙШИЕ, в кристаллографии (см. КРИСТАЛЛОГРАФИЯ), формы расположения атомов в кристаллической решетке, которые характеризуются наибольшим числом атомов в единице объема кристалла.
Для устойчивости кристаллической структуры требуется условие минимума ее потенциальной энергии. Реализацию этого условия обеспечивает плотнейшая упаковка структурных единиц при их максимальном сближении. Плотноупакованными называются решетки, в которых при заданном минимальном расстоянии между узлами достигается максимальная концентрация узлов в единице объема. Тенденция к осуществлению плотнейшей упаковки сильнее всего выражена в металлических и ионных структурах, а также характерна для кристаллизованных инертных газов. В этих случаях связи не направлены, и атомы или ионы можно считать сферическими.
Для описания плотноупакованной структуры в кристаллографии принята модель плотной упаковки твердых шаров. Шары рассматриваются как материальные частицы одного сорта, имеют сферическую симметрию, равны по размеру, несжимаемы, притягиваются друг к другу. Шары касаются друг друга, заполняя большую часть пространства. Ионы не поляризуются, т. е. их сферичность не нарушается. Стремление к минимуму потенциальной энергии означает, что каждая частица должна взаимодействовать с возможно большим числом других частиц, координационное число (см. КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО) должно быть максимальным.
В плоском слое шаров, плотнейшим образом прилегающих друг к другу, каждый шар соприкасается с шестью шарами и окружен шестью лунками (пустотами), а каждая из лунок — тремя шарами. Такое расположение атомов характерно для плоскостей {111} гранецентрированной кубической структуры и плоскости базиса (0001) гексагональной плотноупакованной структуры.
При наложении второго слоя таким образом, чтобы над лункой первого слоя находился шар второго слоя, можно выделить два типа пустот, различающихся по координационному окружению:
- над лункой первого слоя находится шар второго слоя — тетраэдрическая пустота — Т;
- пустота второго слоя находится над пустотой первого слоя — октаэдрическая пустота — О.
Число пустот О равно числу шаров, а число пустот Т вдвое больше.
Если шары третьего слоя уложены в лунки Т, то третий слой повторяет укладку первого. Обозначив первый слой А, а второй В, получаем упаковку:
….АВАВАВ…
Если шары третьего слоя уложены в лунки О, то третий слой не повторяет первый слой, и получаем упаковку:
….АВСАВС….
Дальнейшие слои можно укладывать, получая любое чередование слоев, но плотнейшей упаковкой оказываются только две:
- двухслойная ….АВАВАВ… и
- трехслойная …..АВСАВСАВС…..
Коэффициент компактности структуры определяется отношением объема шаров к общему объему (шары +пустоты). В обеих этих упаковках коэффициент компактности максимален и равен К=0,74. У всех остальных структур коэффициент компактности меньше.
Координационное число 12 — обязательный признак плотнейшей упаковки. Для шаров кубической упаковки координационный полиэдр (см. КООРДИНАЦИОННЫЙ ПОЛИЭДР) (многогранник) – кубооктаэдр, а для гексагональной — гексагональный кубооктаэдр.
Двухслойная гексагональная плотная упаковка или ГПУ, соответствующая чередованию слоев ABAB... очень распространена. Она характерна для Be, Mg, Zn, Ti. (см. Структурные типы кристаллов (см. СТРУКТУРНЫЕ ТИПЫ КРИСТАЛЛОВ)).
Набор слоев шаров типа …ABCABC... представляет собой кубическую плотную упаковку (КПУ) атомов в структуре золота. Благородные металлы Ag, Au, Pt, a также Cu, Al, Pb, -Fe характеризуются трёхслойной — кубической плотнейшей упаковкой атомов. Атомы в ней лежат в вершинах куба и центрах его граней: поэтому ее часто называют гранецентрированной кубической или ГЦК. ГЦК структуру имеют многие простые металлы.
Третий распространенный тип кристаллической структуры называется объемно-центрированный кубический или ОЦК. Атомы в такой структуре занимают вершины и центр куба. ОЦК-структура немного менее плотно упакована, чем ГЦК или ГПУ и часто это высокотемпературная форма металлов, которые более плотно упакованы при низких температурах. К примеру, структура железа (Fe) может быть либо ГЦК либо ОЦК в зависимости от температуры, тогда как металлы, такие как хром, всегда имеют ОЦК-структуру. Коэффициент компактности для ОЦК равен К =0,68. Все пустоты ОЦК — тетраэдрические. Плотные упаковки характерны для структур с ненаправленными связями.
Существуют упаковки четырехслойные, пятислойные и т. п. Четырехслойная упаковка характерна для редкоземельных металлов La, Ce и др. Известны структуры с многослойной упаковкой, состоящей из десятков и сотен слоев (политипия (см. ПОЛИТИПИЗМ)). Весьма часто полиморфизм (см. ПОЛИМОРФИЗМ (в минералогии)) (уже не только чистых металлов, но и соединений с простейшей формулой АХ) сводится к смене многослойных плотнейших упаковок (6-, 8-, 15-слойных) вплоть до числа слоев в несколько десятков, как например, в карбиде кремния (см. КРЕМНИЯ КАРБИД) SiC.
Формирование типа упаковки определяется силами дальнодействия между атомами.
Структуры многих неорганических (ионных) кристаллов представляют собой плотнейшие упаковки шаровых анионов (с большими ионными радиусами), в пустотах которых распределяются мелкие катионы.

Энциклопедический словарь. 2009.

Смотреть что такое "УПАКОВКИ ПЛОТНЕЙШИЕ" в других словарях:

  • Упаковки плотнейшие —         в кристаллографии, формы расположения атомов в кристаллической решётке, которые характеризуются наибольшим числом атомов в единице объёма кристалла. У. п. отчётливо выражены в большом числе кристаллических структур. Они характерны для… …   Большая советская энциклопедия

  • кристаллохимия — изучает зависимость структуры и свойств кристаллов от их химического состава. * * * КРИСТАЛЛОХИМИЯ КРИСТАЛЛОХИМИЯ, раздел кристаллографии (см. КРИСТАЛЛОГРАФИЯ), в котором изучается пространственное расположение и химические связи атомов в… …   Энциклопедический словарь

  • Структуры кристаллов —         неорганических соединений, закономерное пространственное расположение атомов, ионов (иногда молекул), составляющих кристаллические вещества. Расшифровка С. к. одна из основных задач кристаллографии (См. Кристаллография).          В… …   Большая советская энциклопедия

  • анизотропия — (от греч. ánisos  неравный и trópos  направление), зависимость свойств среды от направления. Анизотропия характерна, например, для механических, оптических, магнитных, электрических и других свойств кристаллов. * * * АНИЗОТРОПИЯ АНИЗОТРОПИЯ (от… …   Энциклопедический словарь

  • Шпинели — (нем. Spinell)         шпинелиды, группа минералов класса сложных окислов с общей формулой AB2O4 или А (А, В) О4, где A Mg, Zn, Mn, Fe2+, Co, Ni; B Al, Fe3+, Cr, Mn, Ti4+, V3+. Ш. представляют собой системы твёрдых растворов (См. Твёрдые… …   Большая советская энциклопедия

  • ПОЛИТИПИЗМ — ПОЛИТИПИЗМ, явление, характерное для некоторых плотно упакованных (см. УПАКОВКИ ПЛОТНЕЙШИЕ) и слоистых кристаллических структур, частный случай полиморфизма (см. ПОЛИМОРФИЗМ (в минералогии)). Политипизм нередко проявляется в структурах,… …   Энциклопедический словарь

  • ПЛОТНАЯ УПАКОВКА — атомов и молекул, способ модельного описания кристаллических структур. Рассматривают т. наз. шаровые (атомные) упаковки, к рые характерны для структур многих сравнительно простых по составу неорг. B B, и мол. упаковки, свойственные молекулярным… …   Химическая энциклопедия

  • КРИСТАЛЛОХИМИЯ — раздел кристаллографии, в к ром изучаются закономерности расположения атомов в кристаллах и природа хим. связи между ними. К. основана на обобщении результатов экспериментальных рентгенографич. и др. дифракц. методов исследований ат. структуры… …   Физическая энциклопедия

  • ИНТЕРМЕТАЛЛИДЫ — (от лат. inter между и металл) (интерметаллич. соединения), хим. соед. двух или неск. металлов между собой. Относятся к металлическим соединениям, или металлидам. И. образуются в результате взаимод. компонентов при сплавлении, конденсации из пара …   Химическая энциклопедия

  • СТРУКТУРНЫЕ ТИПЫ КРИСТАЛЛОВ — СТРУКТУРНЫЕ ТИПЫ КРИСТАЛЛОВ, неорганических соединений, закономерное пространственное расположение атомов, ионов (иногда молекул), составляющих кристаллические вещества. Расшифровка структуры кристаллов одна из основных задач кристаллографии.… …   Энциклопедический словарь


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»