Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 44. 31 okt. 1942 Röntgenstrålarna och deras användning - Huvuddragen av de röntgenkristallografiska forskningsresultaten, av Gunnar Hägg
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Tekn i sk Tidskrift
Med kännedom om atomernas
verkningsradier kan man i vissa fall erhålla rent
geometriska villkor för existensen av en
kristallstruktur. Om man tänker sig ett gitter uppbyggt
av positiva och negativa ioner, måste av
ener-getiska skäl en positiv ion som närmaste
grannar ha negativa ioner. För att den
potentiella energien skall bli minimum måste
dessutom de olikladdade ionerna komma så nära
varann som verkningsradierna tillåta. Man kan
med andra ord säga att de måste göra kontakt
med varandra. En positiv ion kan därför
omges av flera negativa ioner ju större förhållandet q
mellan dess radie och de negativa ionernas
radie är. I fig. 3 illustreras med plana
koordinationer hur en 4-koordination, när förhållandet
rA : rx underskrider det för kontakt nödvändiga
mini-mivärdet 0,414, blir instabil och övergår till en
3-koor-dination, som blir stabil ned till värdet 0,135. Detta
geometriska betraktelsesätt har framför allt utvecklats
genom Goldschmidts arbeten. Även om ett stort antal
andra — ofta okända — faktorer bestämma en struktur,
är det märkligt att Goldschmidt med sina till stor del
geometriska resonemang nått så långt som faktiskt
varit fallet. Han har därigenom på ett övertygande
sätt visat att uppkomsten av en viss struktur i mycket
hög grad betingas av atomstorleken.
Tätpackade strukturer.
Om olikstora sfärer placeras så tätt som möjligt i
ett plant skikt kommer deras centra att ligga i hörnen
av ett nät av liksidiga trianglar, exempelvis i
punkterna A, fig. 4. För centra av sfärerna i ett
nytt skikt lagt ovanpå det första, finnas två
alternativ, det ena med projektioner i punkterna B, det
andra med projektioner i punkterna C. Båda dessa äro
likvärdiga, varför B kan väljas. Sfärerna i ett tredje
skikt kunna då läggas så att centra projicieras
antingen i A eller i C. I ena fallet intaga alltså de tre
skikten projektionerna AB A, i det andra, som ej blir
likvärdigt med det förra, intaga de projektionerna
ABC. Fortsättas de så påbörjade
byggnadsprinciperna uppstå de två sekvenserna AB AB AB ... och
A B C A B C ... Det första gittret får hexagonal
symmetri och kallas hexagonal tätpackning, det
andra får kubisk symmetri och kallas kubisk
tätpackning. Atomerna i det senare bilda ett kubiskt
yt-centrerat gitter (se fig. 5 c i föreg, uppsats).
Dessa två äro de enda tätpackade strukturer där
alla atomer få samma omgivning och därför äro
strukturellt likvärda. De äro också de enda som påträffas
bland elementen.
Strukturer, som kunna anses som tätpackningar,
finner man också hos ämnen där ett atomslag i
storlek betydligt överväger de andra. De stora atomerna
ligga då ofta i tätpackning med de smärre
inlagrade i dennas mellanrum. I sådana strukturer
kunna även tätpackningar uppträda, vilkas atomer
ej äro likvärda. Exempelvis ligga J—-ionerna i en
modifikation av CdJ2 i sekvensen ABC B ... I
föreningen CdBrJ ligga halogenionerna i sekvensen
ABCBC AB ABC AC ...
Elementens kristallstrukturer.
Här kg,n ionbindning ej komma i fråga, varför
kovalent, metallisk och van der Waalsk bindning
Fig. 4.
Fig. 5.
återstå. För de två senare erhålles på grund av
frånvaron av riktade krafter och på grund av att alla
atomer äro av samma slag, i regel enkla och ofta
tät-packade strukturer.
Sålunda äro kubisk och hexagonal tätpackning samt
det kubiskt rymdcentrerade gittret (fig. 5 b i föreg,
uppsats) synnerligen vanliga bland metallerna. De
träffas hos alkalimetallerna, alkaliska
jordartsmetallerna, övergångsmetallerna, till vilka höra
järngruppens metaller, och vidare hos Cu, Ag, Au samt hos
Zn, Cd, TI och Pb. Hos många metaller, t. e. hos Fe,
äro flera av dessa gittertyper representerade.
Ädelgaserna, vars gitter sammanhållas av van der
Waalska krafter, kristallisera i kubisk tätpackning.
En homodesmisk struktur med kovalent bindning
representeras av diamantgittret (se fig. 16). Här är
varje C-atom tetraedriskt omgiven av fyra grannar.
Skall man här tala om en molekyl blir det en
jättemolekyl, som omfattar hela kristallen.
Heterodesmiska strukturer äro vanliga bland
me-talloiderna. Med gittrets starkaste kovalenta krafter
bildas här ofta molekyler, vilka sinsemellan
sammanhållas av svagare krafter. Gittren av H„, 0!2, N2 samt
halogenerna innehålla tvåatomiga molekyler,
gittret av rombiskt Sringformiga molekyler med 8
S-atomer. Gittret av metallisk Se innehåller
parallell-ställda kedjor ... — Se — Se — Se —..., vilka
sträcka sig genom hela kristallen och inom vilka
Se-atomerna sammanbindas av kovalenta krafter.
Krafterna mellan kedjorna äro betydligt svagare. Här
föreligga alltså jättemolekyler, vilka i en riktning
genom-sätta hela kristallen (trådmolekyler).
Tvådimensionella jättemolekyler uppbygga
grafitens gitter, som härigenom blir ett s. k. skiktgitter
(fig. 5). De svaga krafterna mellan skikten orsaka att
skikten kunna glida på varandra, vilket förklarar
grafitens smörjande egenskaper.
Fasta lösningar.
De röntgenkristallografiska forskningarna ha i
hög-grad bidragit till uppklarandet av naturen hos fasta
lösningar. Den vanligaste typen av sådana uppstår
om ett varierande antal atomer eller atomgrupper kan
ersättas med atomer eller grupper av annat slag.
Exmpelvis kan guld lösa silver under bildning av en
fast lösning, där en större eller mindre mängd av
atomerna i det ursprungliga guldgittret ersatts med
silveratomer. Fasta lösningar av denna typ kallas
substitutionslösningar. Uppkomsten av en
substitu-tionslösning illustreras schematiskt av fig. 6. I a
31 okt. 1942
4 487
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
