Reguły Paulinga. Krzysztof Burek Michał Oleksik

Transkrypt

1 Reguły Paulinga Kzysztof Buek Michał Oleksik

2 Model kyształów jonowych

3 Jony w stuktuach kyształu są naładowanymi, sztywnymi nie polayzowalnymi sfeami, któych pomień nie pzenikalności okeślamy jako pomień jonowy. Jony jednego znaku są otoczone jonami pzeciwnego znaku (ligandami) tak aby ich liczba (liczba koodynacyjna) była możliwie największa. Jony tego samego znaku układają się tak aby enegia ich odpychania elektostatycznego była możliwie najmniejsza. Układ jonów jednego znaku wokół jonów znaku pzeciwnego jest twały wówczas gdy jon centalny styka się z jonami otaczającymi (gęste upakowanie)

4 Reguły Paulinga

5 I. Zasada koodynacji Każdy kation (anion) otaczają aniony (kationy) w ten sposób, że e twozą naoża wielościanu umiaowego, a odległość między jonami jest ówna sumie ich pomieni, zaś liczba koodynacyjna zależy od stosunku pomieni jonowych.

6

7 Wypowadzenie watości K / dla LK 3 3 a h a h 3 K h min. 0, K a LK 3 K / 0,15-0,

8 Wypowadzenie watości K / dla LK 4 kuli opisanej na czwoościanie K + a 6 4 a K 6 K 6 1 0, min. LK 4 K / 0, - 0,41

9 Wypowadzenie watości K / dla LK 6 a K + a K + 0,41 1 K LK 6 K / 0,41-0,73

10 Wypowadzenie watości K / dla LK 8 Pzekątna sześcianu d 3 a a 3 d + K 3 K ( 3 1) 0, 73 LK 8 K / 0,73-1

11 II. Zasada watościowości elektostatycznej W twałych stuktuach koodynacyjnych ładunek każdego anionu jest dokładnie lub niemal dokładnie zównowa wnoważony ony pzez wytzymałość wiąza zań najbliższych kationów. Wytzymałość wiązania jest to stosunek ładunku kationu do liczby otaczających cych anionów w i ma wymia ładunku pzypadającego na jedno wiązanie. Najczęś ęściej liczba anionów w jest ówna liczbie koodynacyjnej kationu.

12 Wytzymałość wiązania: ładunek elektostatyczny kationu (z)/ liczba otaczających go anionów (n) Jeżeli dany kation otoczony jest anionami jednego odzaju to (n) ówna się liczbie koodynacyjnej kationu. Pzykład Wiązanie Si-O z n Wiązanie Ti-O z 4 n 6 3

13 III. Zasada wspólnych naoży Wielościany koodynacyjne łącz czą się w ten sposób, aby mieć jak najmniej wspólnych naoży, gdyż takie połą łączenie gwaantuje maksymalną odległość między kationami

14 Zasada wspólnych naoży

15 IV. Zasada samodzielnych wielościanów Jeżeli eli kyształ zawiea kationy o óżnych wytzymałościach wiąza zań, to kationy o dużych wytzymałościach nie mają zazwyczaj wspólnych anionów

16 W kyształach zawieających óżne kationy te, któe maja dużą watościowość i małą liczbę koodynacyjną, zatem dużą wytzymałość wiązań elektostatycznych dążą do tego aby ich wielościany nie łączyły się ze sobą wspólnymi naożami lub kawędziami Dlatego z magmy wydzielają się pzede wszystkim kyształy o samodzielnych gupach [SiO 4 ] 4-. Dopieo bak dostatecznej ilości jonów tlenu, wyczepujących się w miaę kystalizacji otokzemianów zmusza je do kondensowania się w zespoły gup, następnie w łańcuchy, wstęgi i wastwy.

17 V. Zasada oszczędności W kyształach ach ilość nieównowa wnoważnych nych wielościan cianów w jest niewielka. Na pzykład występowanie ównoczesne óżnych anionów w kzemu [SiO ] 4- i 4 [Si O ] 6- w 7 stuktuze kyształu u należy y do zadkości, a jeżeli eli tak, to jeden z odzajów w anionów zdecydowanie pzeważa. a.

18