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
na hopkopplas till ett nätverk, som i tre dimensioner
genomsätter hela kristallen. Ett sådant nätverk får
sammansättningen oo (SiO:2) och blir alltså i sin
helhet neutralt. Hit höra kiseldioxidens alla
modifikationer, som endast skilja sig från varandra genom
de olika sätt på vilka tetraedrarna äro kopplade till
varandra. Ett exempel, j3-cristobalit, återges i fig. 14.
Även här kan emellertid Si4+ delvis utbytas mot
Al3+, varvid den tredimensionella jättemolekylen
övergår till en negativt laddad jätteradikal.
Samtidigt måste positiva ioner inlagras i nätverkets
mellanrum. På detta sätt uppstå bl. a. fältspater och
zeoliter. Det har visat sig att aldrig mer än halva
antalet Si4+ kan utbytas mot Al3+. Utgår man
exempelvis från albit, NaSi3A108, kan man genom
utbyte av Si4+ mot Al3+ och samtidigt utbyte av Na+
mot Ca2+ komma till anortit, CaSi2Al208. Alla
mellanliggande sammansättningar äro även kända
(plagio-klaser).
Som exempel på en zeolit kan nämnas natrolit,
som normalt har formeln Na2Al2Si3O10, 2 H20. Det
tredimensionella nätverket med sammansättningen
00 (Al2Si3010)2— genomsättes av kanaler, i vilka
befinna sig 2Na+ och 2H20 per formelenhet Al2Si3010a—.
Vattenmolekylernas antal kan emellertid förändras
mellan 0 och 2 utan att nätverket påverkas.
Na+-ionerna kunna även reversibelt utbytas mot
andra positiva ioner. Så kan exempelvis ske utbytet
2 Na+ ^ Ca2+.
Det bör observeras att silikaten kunna innehålla
syre som ej tillhör någon Si04-tetraeder utan har
annan funktion i gittret, exempelvis ingår i en
OH—-grupp. Detta tillika med det faktum att
eventuella Al3+-ioner i växlande grad kunna ersätta Si4+
1 tetraedrarna gör att man ofta inte enbart på grund
av bruttosammansättningen kan avgöra till vilken av
de nämnda grupperna ett silikat bör föras.
Amorfa kroppar.
De röntgenkristallografiska forskningarna ha visat
att det kristalliserade tillståndet är långt vanligare
än man tidigare tänkt sig. Ett stort antal fasta
kroppar, som förr ansågos vara amorfa, visade sig sålunda
vara kristalliserade. Typiska representanter för de
amorfa kropparna utgöra dock glasen. De allmänna
synpunkter, som här anläggas på glasens
konstitution och orsakerna till deras uppkomst torde gälla alla
amorfa kroppar.
Ingen amorf, fast kropp representerar en jämvikt.
Den strävar alltid att kristallisera, dvs. att få den
oordnade atomfördelningen att övergå till ordnad.
De amorfa kropparnas existens är därför betingad av
att ordningshastigheten är låg.
Antag att en metall, exempelvis Pb, smältes.
Glittret är uppbyggt av Pb-atomer och vad som sker vid
smältningen är endast att atomfördelningen blir
oordnad. Vid avkylning kan den ordnade fördelningen
återtagas mycket snabbt; smältan kristalliserar.
Antag i stället att metallisk Se smältes. Här är gittret
uppbyggt av Se-kedjor inom vilka atomerna
sammanbindas med starka kovalenta krafter, men mellan
vilka krafterna äro relativt svaga. Vid smältningen
lösas huvudsakligen krafterna mellan kedjorna så att
dessa bli fria. Härvid uppdelas de säkerligen i kortare
partier samt krökas, men smältan kommer dock att
bestå av kedjefragment. Om smältan avkyles kommer
Fig1. 14.
ordnandet och hopfogningen av dessa fragment att
gå synnerligen långsamt, och om
avkylningshastig-heten är tillräckligt stor hinner kristallisation aldrig
att äga rum. Smältan har underkylts till ett glas.
Varje fas, som innehåller atomgrupper, vilka på
grund av sin storlek eller form kunna väntas ordna
sig långsamt, brukar ha svårt att kristallisera.
Särskilt viktig är ju glasbildningstendensen hos silikaten.
Smältor av ren SiO,2 äro mycket viskösa och
kristallisera ytterst långsamt till följd av de tredimensionella
tetraedernät, som säkerligen, ehuru mycket
oregelbundna, finnas i smältan. Sättes till smältan en basisk
oxid ökas förhållandet O2: Si4+ och tetraedrarna
kunna sammansluta sig till mindre komplicerade
grupper. Viskositeten minskar och
kristallisations-hastigheten ökar. Hos ortosilikaten med sina fria
Si044–grupper har kristallisationshastigheten ökat så
mycket att glasbildningstendensen i allmänhet är
ganska liten. Alldeles analoga förhållanden finner
man exempelvis i smältor av borax och fosfat.
Orsakerna till högmolekylära organiska
substansers låga kristallisationshastighet äro givetvis
desamma som de som gälla i de här relaterade fallen.
Fri rotation av atomgrupper 1 kristallgitter.
För att förklara den höga entropien hos
kristalliserat väte strax ovanför absoluta nollpunkten antog
Pauling 1931 att H2-molekylerna i gittret roterade.
Härigenom förklaras också det faktum att H2-gittret
kan betraktas som en tätpackning av fullt sfäriska
molekyler.
Fri rotation av atomgrupper i kristallgitter har
sedan påvisats i ett stort antal fall. I allmänhet får
man vänta rotation hos atomgrupper med tillräckligt
litet tröghetsmoment; sådana grupper äro framför allt
de som innehålla en tyngre centralatom, som endast är
bunden till lätta atomer. I allmänhet utför gruppen vid
tillräckligt låg temperatur endast oscillationer. Vid
temperaturhöjning kommer inom ett visst
temperaturintervall en övergång att ske från ett tillstånd där
alla dessa grupper i gittret oscillera till ett tillstånd
där alla rotera. Inom detta temperaturintervall
kommer också specifika värmet att visa ett maximum.
Metan, CH4, kan tagas som exempel. Från 18°K
växer molvärmet till ett maximum av 48 vid 20,4°K
och faller därefter till 4,6 vid 22,8°K. Inom detta
intervall börjar rotationen och upp till smältpunkten
31 okt. 1942
4 491
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
