Kristalna struktura: Razlika med redakcijama
Izbrisana vsebina Dodana vsebina
Defekti |
→Defekti in nečistoče: Napovedovanje strukture |
||
Vrstica 156:
Točkovni defekti so umanjkanje anionov ali kationov iz njihovih mest v kristalni strukturi (Schottkyjev defekt), premestitev aniona ali kationa z njegovega mesta v strukturi v intersticijsko praznino (Frenkelov defekt) in defekti zaradi primesi (nečistoč), se pravi umestitev tujega atoma ali iona na mesto katerega od atomov, ki gradijo kristal, ali v intersticijske praznine. V tem primeru se seveda spremeni tudi kemična sestava kristala. Nečistoče tudi pod mejo detekcije bistveno vplivajo na fizikalne lastnosti kristalov, na pirmer na [[barva|barvo]],<ref name = "Dobnikar" /> [[specifična toplota|specifično toploto]], [[električna prevodnost|električno prevodnost]] in magnetne lastnosti.<ref>{{cite journal|doi = 10.1103/PhysRev.188.870|title = Density of States of an Insulating Ferromagnetic Alloy|year = 1969|author = Hogan, C. M.|journal = Physical Review|volume = 188|pages = 870}}</ref><ref>{{cite journal|doi = 10.1103/PhysRevA.32.2530|title = Spin-wave-related period doublings and chaos under transverse pumping|year = 1985|author = Zhang, X. Y.|journal = Physical Review a|volume = 32|pages = 2530|pmid = 9896377|first2 = H|issue = 4}}</ref>
==Napovedovanje strukture==
[[Slika:Sodium-chloride-3D-ionic.png|thumb|Kristalna struktura natrijevega klorida (kuhinjska sol)]]
Napovedovanje stabilnih kristalnih struktur, ki je temeljilo na poznavanju samo kemijske sestave snovi, je bilo dolgo časa kamen spotike na poti do popolnoma računalniškega modeliranja snovi. Sodobni učinkoviti algoritmi in zelo zmogljivi računalniki omogočajo napovedovanje srednje zapletenih struktur.
Kristalne strukture enostavnih ionskih spojin, na primer natrijevega klorida, so poznane že dolgo časa in so narejene na osnovi petih pravil, ki jih je leta 1929 postavil [[Linus Pauling]], "oče kemijske vezi".<ref name="Paulingsrules">{{cite journal|author= [[Linus Pauling|L. Pauling]]|year = 1929|title = The principles determining the structure of complex ionic crystals|journal =[J. Am. Chem. Soc.|volume = 51|issue = 4|pages= 1010–1026|doi= 10.1021/ja01379a006}}</ref> Puling je preučeval tudi lastnosti medatomskih sil v kovinah in ugotovil, da je v kemijske vezi vključena približno polovica od petih d-orbital prehodnih kovin, preostale nevezne d-orbitale pa določajo magnetne lastnosti. Na tej osnovi je lahko ugotavljal vzajemno zvezo med številom d-orbital, udeleženih v tvorbi vezi, in dolžino kemijske vezi, pa tudi mnoge druge fizikalne lastnosti snovi. Kasneje je uvedel tudi pojem kovinske orbitale, posebne orbitale, ki je dopuščala neovirano resonanco valenčnih vezi med različnimi elektronskimi strukturami.<ref>{{cite journal|doi=10.1103/PhysRev.54.899|title=The Nature of the Interatomic Forces in Metals|year=1938|last1=Pauling|first1=Linus|journal=Physical Review|volume=54|pages=899}}</ref>
V teoriji resonančne valenčne vezi se faktorji, ki določajo izbiro ene od alternativnih kristalnih stuktur kovinskih ali medkovinski spojin, sučejo okrog resonančne energije vezi med medatomskimi položaji. Jasno je, da lahko nekatere oblike resonance prispevajo večji delež, se pravi, da so mehansko bolj stabilne kot druge, in da je enostavno razmerjo med številom vezi in in številom položajev izjemno. Rezultat tega načela je, da je posebna stabilnost povezana z najbolj enostavnimi razmerji ali "veznimi števili": ½, ⅓, ⅔,¼, ¾ itd. Izbira strukture in vrednosti aksialnega razmerja, ki določa relativne dolžine vezi, je torej rezultat težnje atoma, da uporabi svojo valenco v tvorbi stabilnih vezi z enostavnimi ulomljenimi veznimi števili.<ref>{{cite journal|doi=10.1021/ja01195a024|year=1947|last1=Pauling|first1=Linus|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=69|pages=542}}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1098/rspa.1949.0032|title=A Resonating-Valence-Bond Theory of Metals and Intermetallic Compounds|year=1949|last1=Pauling|first1=L.|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences (1934-1990)|volume=196|pages=343}}</ref>
Britanski [[metalurg]] Hume-Rothery je po predpostavki, da obstoja med koncentracijo elektronov in kristalno strukturo v beta-faznih zlitinah neposredna zveza, analiziral trende tališč, stisljivosti in dolžine vezi kot funkcijo skupine periodnega sistema in poskušal ugotoviti sistem valenc prehodnih elementov v kovinskem stanju. Njegove raziskave so pokazale, da jakost vezi z naraščajočo skupino raste.<ref>{{cite journal|doi=10.1098/rspa.1951.0172|title=The Valencies of the Transition Elements in the Metallic State|year=1951|last1=Hume-rothery|first1=W.|first2=H. M.|first3=R. J. P.|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences (1934-1990)|volume=208|pages=431}}</ref> Korelacija med elektronskimi in kristalnimi strukturami je zgoščena v enem samem parametru – masi d-elektronov na hibridizirani kovinski orbitali. Izračunane mase d-elektronov za ploskovno centrirano kocko, heksagonalni gosti zlog in telesno centrirano kocko so 0,5, 0,7 oziroma 0,9. Povezava med d-elektroni in kristalno strukturo je tako postala očitna.<ref>{{cite journal|doi=10.1098/rspa.1957.0073|title=On the Relation between Bond Hybrids and the Metallic Structures|year=1957|last1=Altmann|first1=S. L.|first2=C. A.|first3=W.|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences (1934-1990)|volume=240|pages=145}}</ref>
==Sklici==
| |||