Какая кристаллическая решетка у калия


КАЛИЙ (K)

Свойства атома Калия

Название, символ, номер

Калий / Kalium (K), 19

Символ

K

Номер

19

Атомная масса (молярная масса)

39,0983 (1) а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Ar] 4s1

Радиус атома

235 пм

Химические свойства Калия

Ковалентный радиус

203 пм

Радиус иона

133 пм

Электроотрицательность

0,82 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

−2,92 В

Степени окисления

0; +1

Энергия ионизации (первый электрон)

 418,5 (4,34) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества Калия

Плотность (при н. у.)

0,856 г/см3

Температура плавления

336,8К; 63,65 °C

Температура кипения

1047К; 773,85 °C

Уд. теплота плавления

2,33 кДж/моль

Уд. теплота испарения

76,9 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

29,6 Дж/(K·моль)

Молярный объём

45,3 см3/моль

Кристаллическая решётка простого вещества Калия

Структура решётки

кубическая объёмно-центрированная

Параметры решётки

5,332 Å

Температура Дебая

100 K

Прочие характеристики Калия

Теплопроводность

(300 K) 79,0 Вт/(м·К)

Номер CAS

07.09.7440

Определение кристаллической решетки - Химический словарь

Что такое решетка?

Решетка - это упорядоченный массив точек, описывающий расположение частиц, образующих кристалл.

Элементарная ячейка кристалла определяется узлами решетки. Элементарная ячейка - это наименьшая часть кристалла, которая регулярно повторяется посредством трансляции в трех измерениях, что создает весь кристалл.

Например, показанное здесь изображение представляет собой элементарную ячейку примитивной кубической структуры.

В нарисованной структуре все частицы (желтые) одинаковы. В этом частном случае точки решетки, определяющие элементарную ячейку, совпадают с центрами частиц кристалла. Это не всегда так.

Ионная решетка

Если кристалл состоит из ионов, соединение можно описать как ионную решетку.

Хорошо известными примерами ионных решеток являются хлорид натрия, перманганат калия, бура (борат натрия) и сульфат меди (II).

Кристаллы перманганата калия. Изображение Бена Миллса.

Элементарная ячейка перманганата калия. Изображение Бена Миллса.

Ковалентная решетка

Если кристалл состоит из ковалентно связанных атомов, его можно описать как ковалентную решетку или бесконечную ковалентную решетку.

Хорошо известными примерами ковалентных решеток являются алмаз, кварц (диоксид кремния), кремний и серое олово.

Кристаллический кремний.Изображение Энрикорос.

Небольшая часть кристаллической структуры кремния.

Константы решетки

Постоянные решетки (или параметры решетки) - это длины и углы между краями элементарной ячейки.

На этой решетчатой ​​диаграмме параллелепипеда постоянные решетки - это a, b и c (длины) и α, β и γ (углы).

Решетчатые конструкции

Решетки Браве. На основе изображения Napy1 Kenobi.

Кристаллические материалы вписываются в одну из четырнадцати известных структур решетки. Они известны как решетки Браве .

Названия систем кристаллической решетки, соответствующие номерам на диаграммах, следующие:

1. Примитивная кубическая
2. Телоцентрированная кубическая
3. Гранецентрированная кубическая
4. Телоцентрированная тетрагональная
5. Телоцентрированная тетрагональная
6. Примитивная орторомбическая
7. Орторомбическая центрированная по основанию
8. Тело центрированная орторомбическая
9.Орторомбическая форма с центрированием по граням
10. Примитивная моноклиническая схема
11. Моноклиническая система с центрированием по основанию
12. Триклиническая форма
13. Ромбоэдрическая форма
14. Гексагональная

Дефекты решетки

Если предположить, что кристалл основан на математически совершенной ионной решетке, его расчетная прочность на растяжение была бы намного больше, чем наблюдается на самом деле.

Настоящие кристаллы имеют дефекты решетки, которые являются источниками слабости. Ионы, отсутствующие в ожидаемых местах, и ионы, занимающие необычные координационные узлы, являются примерами дефектов решетки.

Дефекты решетки также могут быть полезны, например, улучшая проводимость некоторых полупроводниковых материалов.


.

21,5: Энергия решетки кристаллов

Цели обучения

  • Чтобы понять взаимосвязь между энергией решетки и физическими свойствами ионного соединения.
  • Использовать цикл Борна – Габера для расчета энергии решетки.

Напомним, что реакция металла с неметаллом обычно дает ионное соединение; то есть электроны передаются от металла (восстановитель ) к неметаллу (окислитель ).Ионные соединения обычно представляют собой жесткие, хрупкие кристаллические вещества с плоскими поверхностями, пересекающимися под характерными углами. Их нелегко деформировать, и они плавятся при относительно высоких температурах. \ (\ ce {NaCl} \), например, плавится при 801 ° C. Эти свойства являются результатом регулярного расположения ионов в кристаллической решетке и сильных электростатических сил притяжения между ионами с противоположными зарядами.

В то время как образование ионных пар из изолированных ионов высвобождает большое количество энергии, еще больше энергии выделяется, когда эти ионные пары конденсируются, образуя упорядоченный трехмерный массив.В таком расположении каждый катион в решетке окружен более чем одним анионом (обычно четырьмя, шестью или восемью) и наоборот, поэтому он более стабилен, чем система, состоящая из отдельных пар ионов, в которой есть только один катион-анионное взаимодействие в каждой паре. Обратите внимание, что r 0 могут различаться для газофазного димера и решетки.

Ионная решетка более устойчива, чем система, состоящая из отдельных ионных пар.

Расчет (ионной) энергии решетки

Энергию решетки почти любого ионного твердого тела можно довольно точно рассчитать с использованием модифицированной формы закона Кулона :

\ [U = - \ dfrac {k′Q_1Q_2} {r_0} \ label {21.{−n} (g)} \; \; \; ΔH \ приблизительно U \ label {21.5.2} \]

Как и раньше, Q 1 и Q 2 - это заряды на ионах, а r 0 - межъядерное расстояние. Из уравнения \ (\ ref {21.5.1} \) видно, что энергия решетки напрямую связана с произведением зарядов ионов и обратно пропорциональна межъядерному расстоянию. Значение константы k ′ зависит от конкретного расположения ионов в твердой решетке и их конфигураций валентных электронов.Типичные значения рассчитанных энергий решетки, которые варьируются от 600 до 10 000 кДж / моль, перечислены в таблице \ (\ PageIndex {1} \). Энергия такой величины может иметь решающее значение при определении химического состава элементов.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Типичные вычисленные энергии решетки
Вещество U (кДж / моль)
NaI 682
CaI 2 1971
MgI 2 2293
NaOH 887
Na 2 O 2481
NaNO 3 755
Ca 3 (PO 4 ) 2 10 602
CaCO 3 2804

Источник: данные CRC Handbook of Chemistry and Physics (2004).{2 -}} \) ионы) составляет 3795 кДж / моль.

Поскольку энергия решетки на обратно пропорциональна межъядерному расстоянию , она также обратно пропорциональна размеру ионов. Этот эффект проиллюстрирован на рисунке \ (\ PageIndex {1} \), который показывает, что энергия решетки уменьшается для серий LiX, NaX и KX по мере увеличения радиуса X - . Поскольку r 0 в уравнении \ (\ ref {21.5.1} \) является суммой ионных радиусов катиона и аниона ( r 0 = r + + r - ), r 0 увеличивается по мере того, как катион становится больше в ряду, поэтому величина U уменьшается.Аналогичный эффект наблюдается, когда анион становится больше в серии соединений с одним и тем же катионом.

.

Кристаллическая решетка

Основная статья: Кристаллическая решетка .

Кристаллическая структура - бесконечная трехмерная периодическая решетка, составленная из частиц вещества (таких как молекулы, атомы и т.д.)
Кристаллическая решетка - элементарная трехмерная ячейка кристаллической структуры, которая полностью определяет его свойства. В общем случае это наклонный параллелепипед (иногда более одного) из частиц, находящихся в его узлах, ребрах и т. Д.

Классификация решеток

Существует множество классификаций кристаллических решеток - по типу частиц (химическая), по общей форме решетки (сингония), по типу симметрии решетки (кристаллическая система), по типу пространственных трансляций (решетка Браве) и т. Д. вы можете найти только основные классификации.

Химическая промышленность

В химической классификации решетки объединены в четыре вида по типу составляющих частиц.

Тип решетки Узлы решетки Примеры Модель
Атомный Атомы неметаллических элементов Алмаз, графит, селен
Молекулярный Молекулы неионных соединений Вода, диоксид углерода, сахароза
Ионный Катионы и анионы солей, кислот, щелочей Поваренная соль, лимонная кислота, сульфат меди (II)
Металлик Атом-ионы металлических элементов и их общие электроны Железо, медь, свинец, никель

Кристаллическая система, сингония, система решеток

Главный атрикл: Кристаллическая система (википедия) .
Главный атриул: Кристаллическая система .

Классификация кристаллической системы фокусируется на наборах осей, решетку которых можно вращать менее чем на 360 °, и комбинировать с неподвижной.
Классификация syngony фокусируется на решетках с одинаковыми углами и определенными расстояниями между узлами.
Система классификации решеток фокусируется на типах симметрии решеток.

Несмотря на то, что определяемые параметры всех трех систем классификации совершенно разные, геометрические свойства форм кристаллов почти позволяют четко установить соответствие между ними.Они часто используются как синонимы друг друга, поскольку описывают конечные решетки примерно одинаково.

Обратите внимание, что на страницах проекта Crystal Growing все эти термины означают кристаллическую систему .

Форма кристалла

Основная статья: Форма .

Здесь вы можете найти все 47 существующих простых форм кристаллов в зависимости от кристаллической системы.
Стоит отметить, что кристаллы в простейшей форме вырастают редко, часто встречаются различные аналоги, можно встретить усечение, скошенные края и многие другие искажения.

Рекомендовано к просмотру

Навигация


.

Кристаллическая решетка - Chemistry LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Авторы и авторства

Кристаллы состоят из трехмерных узоров. Эти узоры состоят из атомов или групп атомов в упорядоченном и симметричном расположении, которое повторяется через равные промежутки времени, сохраняя одинаковую ориентацию друг к другу.Путем замены каждой группы атомов представительной точкой получается кристаллическая решетка. Иметь ввиду; узлы решетки не обязательно связаны с положением атомов. Таким образом, кристаллическая решетка представляет собой набор бесконечных расположенных точек, связанных друг с другом переходной симметрией. Контуры таких узоров называются решетками. Решетки состоят из пересечения трех параллельных плоскостей. Плоскости пересекаются, образуя трехмерные фигуры, которые имеют шесть граней (например, куб). Они расположены в трех наборах параллельных плоскостей, таким образом образуя фигуру, известную как параллелепипед.

Авторы и авторство

  • Кассандра Паттерсон (UCD)
.

Смотрите также