Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 46. 18 nov. 1933 - Kemiska föreningar och fasta lösningar, 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 been proofread at least once.
(diff)
(history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång.
(skillnad)
(historik)
under det att i de senare, gittret uppbygges av
neutrala atomgrupper – molekyler – inom vilka
atomerna äro jämförelsevis kraftigt bundna till
varandra. En kristall av ett ämne, som bildar ett
ion-gitter, måste naturligtvis innehålla lika mycket
positiva som negativa laddningar. En koksaltkristall
måste alltså innehålla lika många natrium- som
klorioner. En ändring av sammansättningen genom
ändring av förhållandet mellan dessa båda ionslag
är alltså omöjlig. Däremot är ett utbyte av
exempelvis en klorion mot en bromion möjlig, utan att
neutraliteten stores, varigenom en blandkristallbildning
mellan NaCl och NaBr uppkommer. Ett upptagande
av elektriskt neutrala grupper vore också tänkbart.
Det är ganska troligt att det i naturen förekommande
blåa stensaltet utgöres av en fast lösning av neutrala
natriumatomer i koksaltgittret.
Fullständigt likartade förhållanden råda hos
molekylgittren. De enskilda molekylernas
sammansättning kan ej ändras utan att neutraliteten stores, men
intet hindrar en blandkristallbildning, bestående i
att vissa molekyler utbytas mot andra neutrala
grupper. I ett naftalingitter kan man exempelvis utbyta
naftalinmolekyler mot B-naftolmolekyler och alltså
erhålla en blandkristallbildning mellan dessa båda ämnen.
I flertalet fall, som hittills ha nämnts som exempel
på fasta lösningar, har den fasta lösningen inneburit
ett utbyte av vissa atomer eller atomgrupper inom
gittret mot andra atomer eller grupper. De flesta
fasta lösningar utgöras otvivelaktigt av sådana
substitutionslösningar, men, som framgår av det följande,
äro andra lösningstyper ej ovanliga.
Med den nuvarande kännedomen om substitutionslösningar
är det ej möjligt att förutsäga villkoren för
deras uppkomst. Erfarenheten, vunnen främst
genom undersökningar av Goldschmidt, har dock visat
att substitionslösningar ofta uppträda om
atomradierna hos de båda atomslag, som byta plats, ej
skilja sig mer än 15 procent, allt under förutsättning
att elektroneutraliteten fortfarande bibehålles.
Härigenom uppkommer alltså ett rent utrymmesvillkor
för lösningens uppträdande och det förefaller ofta
som om detta skulle vara betydelsefullare än
exempelvis kemisk analogi mellan atomerna eller
atomgrupperna.
Fasta lösningar kunna även uppkomma genom
addition, det vill säga inlagring av nya atomer i
atommellanrummen i det ursprungliga gittret.
Författaren har under de senaste åren haft tillfälle att
studera ett stort antal sådana lösningar och det har
därvid varit möjligt att påvisa åtskilliga
lagbundenheter, som till och med ofta möjliggöra en
förutsägelse av förhållandena. Additionsstrukturernas
grundgitter äro alltid metalliska och det förefaller
som om endast s. k. övergångsmetaller härvid skulle
kunna komma i fråga. Till övergångsmetallerna, som
utmärkas av ej utfyllda elektronhöljen i atomens
inre, höra metaller som titan, vanadin, krom, mangan,
järn, kobolt, nickel, molybden, Wolfram och
platinametaller. I mellanrummen i gitter av dessa metaller
kunna metalloidatomer Magras, under förutsättning
av att de äro tillräckligt sina. i förhållande till
metallatomerna. Detta villkor uppfylles praktiskt taget
endast av väte, kväve och kol. Resultatet blir
metalliska hydrider, nitrider och karbider av de ifrågavarande
metallerna. Förutom sitt stora teoretiska
intresse hava dessa substanser stor teknisk betydelse.
De flesta av de uppräknade metallerna äro ju viktiga
legeringselement i stål, och dessas karbider, och på
senare tid även deras nitrider, spela ju en stor roll
i stålets metallurgi. En del hithörande ämnen
användas även som katalysatorer.
Undersökningar, gjorda under det sista året, ha
visat förekomsten av ännu ett slag av fasta lösningar.
Dessa kännetecknas av att vissa atomer i gittret falla
bort, så att ett överskott av övriga atomslag bildas.
Till fasta lösningar bildade genom substitution och
addition kommer alltså dylika bildade genom
subtraktion. Detta resultat ger bland annat förklaringen
till en del egendomliga omständigheter rörande
mineralet magnetkis. Sedan lång tid tillbaka har man
känt att magnetkisen haft något högre svavelhalt än
den som beräknas ur formeln FeS. Berzelius, som
även visade att svavelöverskottet var variabelt,
antog magnetkisen vara en förening av växlande
mängder FeS och FeS2 och ansåg sig därigenom ej
behöva betrakta detta fall som något undantag från
lagen om de kemiska föreningarnas konstanta
sammansättning. Magnetkisproblemet har sedan dess
diskuterats otaliga gånger, varvid talrika förklaringar och
formelförslag hava framkastats. Många ha ansett
magnetkisen som en särskild förening utan något
samband med FeS. År 1925 utförde Alsen en
röntgenundersökning på FeS och magnetkis och ansåg
sig kunna påvisa att magnetkis är en fast lösning av
svavel i FeS. Alsen ifrågasatte endast lösningar av
substitutions- och additionstyp och ansåg sig kunna
fastslå den förra av dessa typer. När svavel löste
sig i FeS-gittret krympte detta starkt och Alsen
förklarade detta därigenom att svavelatomerna, som
alltså vid substitutionen ersatte en del av
järnatomerna i gittret, hade mindre dimensioner än de senare.
 |
Fig. 3. Funna och beräknade täthetsvärden för fasta lösningar av svavel i FeS. |
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
