Используя экспрессный метод оценки ЭОк, рассмотрим подробнее зависимость ЭОк от КЧ и спинового состояния (для переходных элементов типа Fe). Необходимость освещения этого проблемы вызвана следующими соображениями. Существующие системы кристаллических электроотрицательностей (Бацанов, 1986; 1991; 2000) решают эту проблему весьма схематично, в лучшем случае дается различие ЭОк атома для трех координационных чисел (4, 6 и 8), соответствующих тетраэдрической, октаэдрической и кубической координации.[7] Проблема же зависимости ЭОк атома от его низко - или высокоспинового состояния в работах , к сожалению, вообще не рассматривается. Этот пробел впервые был восполнен в монографии автора (Зуев, 1990), где удалось доказать, правда, на ограниченном материале, четкую зависимость ЭОк железа от типа спиновой электронной конфигурации.
В таблицах 3.11 и 3.12 приведены данные, устраняющие указанные пробелы и уточняющие эти зависимости. В качестве комментариев по данным этих таблиц можно отметить следующие моменты.
Во-первых, убедительно продемонстрирована и подтверждена обратная зависимость между ЭОк и КЧ атома (таблица 3.11). Во–вторых, установлены: очень слабая (вплоть до отсутствия таковой) зависимость ЭОк железа от степени окисления (II или III) для одинакового спина и сильная зависимость ЭОк железа от низко - или высокоспинового состояния. Смена спиновой конфигурации атома железа HS®LS, обусловленная сменой октаэдрических гибридных связей 4sp3d2®3d24sp3, резко (приблизительно в 1,5 раза) увеличивает ЭОк (таблица 3.11). Эти данные можно подтвердить расчетом соответствующих орбитальных электроотрицательностей для атома Fe (Chang Ko-Yi, 1964): ЭОо(3d) =2,91, ЭОо(4s) = 1,98, ЭОо(4p) = 0,72, ЭОо(4d) = 1,03. Последняя величина, отсутствующая в работе (Chang Ko-Yi, 1964), была рссчитана нами из эффективных зарядов ядра Fe для его внешних электронов по методике (Бацанов, 1986). Учитывая вклады d-, s - и р-состояний в октаэдрические гибридные связи, были получены следующие орбитальные электроотрицаетльности железа для низко - и высокоспинового состояния:
Fe(LS) - ЭОо(3d24sp3) = 0,33´2,91 + 0,17´1,98 + 0,5´0,72 = 1,66
Fe(HS) - ЭОо(4sp3d2) = 0,17´1,98 + 0,5´0,72 + 0,33´1,03 = 1,04,
которые неплохо соответствуют вычисленным в таблице 3.12 кристаллическим электроотрицательностям атомов Fe(II) и Fe(III). Дополнительным их подтверждением служит работа (Годовиков, 1993), в которой соответствующие силовые характеристики ионов железа обнаруживают то же самое соотношение для низко - и высокоспинового состояний.[8] В этой связи сомнение вызывает корректность данных работы (Lever, 1984) с обратным соотношением величин оптических электроотрицательностей октаэдрически координированных атомов Fe(III): HS - 2,5 и LS - 2,1. Эти ошибочные, по нашему мнению, данные используются в работе (Гончаров, 1992).
Таблица 3.11
Зависимость кристаллических электроотрицательностей атомов от координационных чисел
Кристалл | Связь M-Xn | d(M-X), Å | r*(X) = 1/2×d(M-X) | ЭОк(М) для КЧ=n |
KCl K2O K2S2 KFeS2 KNO3 KAlSi3O8 KAlSi2O6 KAlSiO4 KAl3Si3O10(OH)2 K2SiF6 | K-Cl6 K-O4 K-S6 K-S8 K-O9 K-O10 K-O12 K-O12 K-O12 K-F12 | 3,14 2,80 3,30 3,40 2,90 3,00 2,97 2,97 3,10 2,90 | 1,57 1,40 1,65 1,70 1,45 1,50 1,49 1,49 1,55 1,45 | 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 |
Na3OСl Na2O Na2SiO3 NaNO3 NaAlSi3O8 Na3Al2Li3F12 NaNbO3 | Na-O2 Na-O4 Na-O5 Na-O6 Na-O8 Na-F8 Na-O12 | 2,25 2,41 2,38 2,40 2,65 2,49 2,75 | 1,125 1,205 1,19 1,20 1,325 1,245 1,375 | 1,0 0,9 0,9 0,9 0,7 0,5 0,7 |
CaCO3(кальцит) CaAl2Si2O8 CaSO4 CaCO3(арагонит) Ca5[PO4]3(OH) CaTiO3 | Ca-O6 Ca-O7 Ca-O8 Ca-O9 Ca-O9 Ca-O12 | 2,36 2,42 2,46 2,49 2,56 2,70 | 1,18 1,21 1,23 1,245 1,28 1,35 | 0,9 0,9 0,9 0,85 0,8 0,7 |
MgAl2O4 Mg2SiO4 Mg3Al2Si3O12 MgSiO3(перовскит) | Mg-O4 Mg-O6 Mg-O8 Mg-O12 | 1,92 2,12 2,28 2,48 | 0,96 1,06 1,14 1,24 | 1,4 1,2 1,0 0,85 |
AlPO4 Al2O3 AlP | Al-O4 Al-O6 Al-P4 | 1,74 1,91 2,36 | 0,87 0,955 1,18 | 1,6 1,4 1,5 |
SiO2(кварц) SiO2(стишовит) SiO2(флюорит. тип) | Si-O4 Si-O6 Si-O8 | 1,61 1,78 1,89 | 0,805 0,89 0,945 | 1,9 1,6 1,4 |
CaWO4 FeWO4 | W-O4 W-O6 | 1,76 1,94 | 0,88 0,97 | 1,6 1,4 |
Na4[FeO3] FeAl2O4 K2Na2Fe2Si8O20 Fe2SiO4 Fe3Al2Si3O12 | Fe2+-O3 Fe-O4 Fe-O5 Fe-O6 Fe-O8 | 1,87 1,98 2,112 2,17 2,30 | 0,935 0,99 1,06 1,085 1,15 | 1,5 1,3 1,2 1,1 1,0 |
Ba3[FeN3] FeN Fe3O4 | Fe3+-N3 Fe-N4 Fe3+-O4 | 1,73 1,87 1,89 | 0,865 0,935 0,945 | 1,9 1,7 1,6 |
Rb2[ZnO3]* Rb2[ZnO3] Zn2[AsO4](OH)** Zn2[AsO4](OH) Zn[CO3] | Zn-O3 Zn-O4 Zn-O5 Zn-O6 Zn-O6 | 1,91 2,00 2,04 2,14 2,15 | 0,955 1,00 1,02 1,07 1,075 | 1,4 1,3 1,25 1,15 1,10 |
*- кристалл обладает цепной структурой, половина атомов Zn имеет плоскотреугольную координацию, другая половина имеет тетраэдрическую координацию.
** - в составе кристалла (минерала адамина) половина атомов Zn имеет пятерную координацию, другая половина - октаэдрическую.
Таблица 3.12
Зависимость кристаллических электроотрицательностей октаэдрически координированных атомов Fe(II), Fe(III) и Fe(IV) от спиновой конфигурации
Степень окисления, тип спина и средняя ЭОк(Fe) | Кристалл | Связь Fe-X6 | d(Fe-X), Å | r*(X) = 1/2×d(Fe-X) | ЭОк(Fe) для КЧ=6 |
Fe(II)/HS <ЭОк(Fe)> = 1.1 | FeCl2 Fe(OH)2 FeO FeF2 FeBr2 FeI2 FeS (Mn, Fe)S2 [Fe(bpy)2(NCS)2] | Fe-Cl6 Fe-(OH)6 Fe-O6 Fe-F6 Fe-Br6 Fe-I6 Fe-S6 Fe-S6 Fe-N6 | 2,57 2,23 2,16 2,08 2,65 2,88 2,45 2,59 2,14 | 1,285 1,115 1,08 1,04 1,325 1,44 1,225 1,295 1,07 | 0,9 1,1 1,1 1,2 0,9 0,9 1,2 1,1 1,3 |
Fe(II)/LS <ЭОк(Fe)> = 1.5 | FeS2 FeH2 Mg2[FeH6] Ca2[FeH6] Sr2[FeH6] K4[Fe(CN)6] [Fe(bpy)2(NCS)2] | Fe-S6 Fe-H6 Fe - H6 Fe-H6 Fe-H6 Fe-(CN)6 Fe-N6 | 2,26 1,60 1,56 1,63 1,70 2,50 1,96 | 1,13 0,80 0,78 0,81 0,85 1,25 0,98 | 1,4 1,5 1,6 1,5 1,35 1,5 1,55 |
Fe(III)/HS <ЭОк(Fe)> = 1.1 | Fe2O3 Fe(OH)3 FeOOH FeCl3 FeF3 K3[FeF6] | Fe-O6 Fe-(OH)6 Fe-(O, OH)6 Fe-Cl6 Fe-F6 Fe-F6 | 2,02 2,00 2,04 2,37 1,92 2,00 | 1,01 1,00 1,02 1,185 0,96 1,00 | 1,3 1,3 1,25 1,0 1,0 0,9 |
Fe(III)/LS <ЭОк(Fe)> = 1.5 | FeAsS FeAsS K3[Fe(CN)6] | Fe-S6 Fe-As Fe-(CN)6 | 2,25 2,35 2,45 | 1,125 1,175 1,225 | 1,4 1,6 1,5 |
Fe(IV)/LS <ЭОк(Fe)> = 1.7 | FeP2 FeAs2 FeSb2 | Fe-P6 Fe-As6 Fe-Sb6 | 2,26 2,35 2,60 | 1,13 1,175 1,30 | 1,65 1,6 1,8 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Соединение [Fe(bpy)2(NCS)2] в зависимости от термодинамических условий (давления, температуры) может обладать как низко - так и высокоспмновым состоянием октаэдрически координированных атомов Fe(II)
(Konno, Mikami-Kido, 1991).
Итак, в предыдущих разделах была предпринята попытка установления функциональной зависимости между тремя важнейшими параметрами атомов в кристаллических соединениях: эффективными зарядами, размерами и электроотрицательностями. Указанная последовательность представляет собой цепочку, в которой кажый последующий параметр выводится из предыдущего. В самом деле, взаимодействие атомов в кристаллах приводит к появлению на них соответствующих эффективных зарядов и взаимосвязанных с ними размеров (реальных радиусов) атомов. Что же касается последних, то эти размеры, как показано, непосредственным образом определяются величинами соответствующих кристаллических (координационных) атомов. Именно в такой последовательности и был изложен материал по рассматриваемому кругу проблем. Впрочем, возможна иная последовательность в цепочке, а именно: кристаллические электроотрицательности атомов (характеризующие потенциальную способность у вступающих во взаимодействие атомов к присоединению связывающих электронов) обуславливают появление на атомах соответствующих эффективных зарядов, благодаря которым связанные в соединениях атомы приобретают те или иные эффективные (реальные) радиусы, которые в общем случае должны отличаться от известных величин ковалентных и ионных радиусов.
3.7. Взаимосвязь ионных и ковалентных радиусов атомов
Остовно-электронное моделирование конституции минералов позволяет не только в наглядной форме увязать два подхода (ионный и ковалентный) к размерным характеристикам составляющих атомов (рис. 2.2 ), но также установить количественную взаимосвязь между ионными и ковалентными радиусами атомов. Речь, по сути дела, идет о создании взаимосогласованных систем этих радиусов, о возможности выводить величины одних из других и наоборот.
Для мелких и высокозарядных остовов неметаллов, выполняющих функцию анионных компонентов соединений, вполне естественно допустить локальную реализацию вокруг этих остовов принципа плотнейшей упаковки электридами[9], как это имеет место, например, для остовов кислорода в кварце, периклазе и рутиле (рис. 2.3, 2.6, 2.8). Из этих схем следует, что в гетероатомных соединениях для более крупных катионных остовов (Si4+, Mg2+, Ti4+) локальная плотнейшая упаковка (ПУ) окружающих их электридами не реализуется.
Приняв, таким образом, одностороннюю (электридов вокруг остовов неметаллов) локальную ПУ и пользуясь известными отношениями радиусов тех и других (таблица 3.13), легко решается задача по нахождению ковалентных радиусов неметаллов из соответствующих радиусов анионов, в качестве которых можно использовать их физические ионные радиусы для соответствующих КЧ (Вайнштейн и др., 1979).
Рассмотрим конкретный пример и высчислим ковалентный радиус кислорода для КЧ = 6 (случай периклаза на рис. 2.8). Приняв для октаэдрической координации кислорода ri = 1,26 Å и отношение радиуса остова кислорода к радиусу электрида равным ro/R = 0,414, согласно рис. 2.8 имеем ro/[(1,26-ro)/2] = 0,414, откуда находим радиус остова кислорода ro = 0,22 Å, далее R = 0,52 и, наконец, ковалентный радиус кислорода rc(O) = 0,22 + 0,52 = 0,74 Å. Аналогичным образом для тетраэдрической координации кислорода (в кристаллах Cu2O, CuO, ZnO, Al2O3 и др.) по отношению ro/R = 0,225 находим тетраэдрический ковалентный радиус кислорода rc(O) = 0,68 Å. В таблицах 3.14 и 3.15 приведены результаты подобных оценок ковалентных радиусов неметаллов. Для металлических (катионных) компонентов гетероатомных кристаллов такой способ нахождения ковалетных радиусов не приемлем из-за сравнительно больших размеров остовов и невозможности, как отмечалось выше, реализации локальной плотнейшей упаковки в этих случаях (см. рис. 2.8). Поэтому для катионов, согласно схеме (рис. 2.2), ковалентные радиусы естественным образом получаются в виде суммы rc(M) = ro(Mn+) + R или по разности реальных межатомных расстояний и найденных описанным способом ковалентных радиусов неметаллов: rc(M) = d(M-X) - rc(X).
Таблица 3.13
Величины отношенй остовов и электридов в случае реализации локальной плотнейшей упаковки для различных КЧ неметаллов
КЧ | ro(X)/R | КЧ | ro(X)/R |
1 | - | 7 | - |
2 | - | 8 | 0,732 |
3 | 0,155 | 9 | - |
4 | 0,225 | 10 | - |
5 | - | 11 | - |
6 | 0,414 | 12 | 1,000 |
Таблица 3.14
Система взаимосогласованных ионных и ковалентных радиусов кислорода и фтора в кристаллах (все величины в Å)
КЧ | ri(O2-)/ri(F-) (Вайнштейн и др., 1979) | ro(On+)/ro(Fn+) | R оксид/фторид | rc(O)/rc(F) | |
Расчет из локальной ПУ остова | Согласно (Бацанов,1991; Пирсон, 1977) | ||||
3 | 1,22/1,16 | 0,088/0,083 | 0,57/0,54 | 0,66/0,62 | - |
4 | 1,24/1,17 | 0,125/0,118 | 0,56/0,53 | 0,68/0,65 | 0,68/0,71 |
6 | 1,26/1,19 | 0,216/0,200 | 0,52/0,50 | 0,74/0,70 | 0,74/0,74 |
8 | 1,28/1,21 | 0,34/0,32 | 0,47/0,45 | 0,81/0,77 | 0,80/0,76 |
12 | 1,32/1,32 | 0,44/0,44 | 0,44/0,44 | 0,88/0,88 | 0,89/0,88 |
Таблица 3.15
Система взаимосогласованных ионных и ковалентных радиусов серы и хлора в кристаллах (все величины в Å)
КЧ | ri(S2-)/ri(Cl-) | ro(Sn+)/ro(Cln+) | R сульфид/хлорид | Rc(S)/rc(Cl) | |
Расчет | Лит. данные | ||||
3 | 1,65/1,59 | 0,12/0,11 | 0,77/0,74 | 0,89/0,85 | -/- |
4 | 1,70/1,65 | 0,17/0,17 | 0,76/0,74 | 0,93/0,91 | 1,03/0,91 |
6 | 1.80/1.75 | 0,31/0,30 | 0,75/0,73 | 1,06/1,03 | 1,14/1,12 |
8 | 1.85/1.81 | 0,50/0,49 | 0,68/0,66 | 1,18/1,15 | 1,17/1,15 |
12 | 1,905/2,07 | 0,635/0,69 | 0,635/0,69 | 1,27/1,38 | 1,27/- |
Итак, в таблицах 3.14 и 3.15 на примере некоторых неметаллов продемонстрирован вывод ковалентных радиусов атомов из соответствующих ионных радиусов. Естественно, возможно решение обратной задачи - нахождения ионных радиусов атомов из ковалентных, исходя из рассмотренного принципа локальной ПУ электридов вокруг остовов. Рассмотрим конкретные примеры. В остовно-электронной модели алмаза остов [C4+] тетраэдрически координирован четырьмя двухзарядными электридами (рис. 2.4). Тогда, исходя их величин межатомного расстояния d(C-C) = 1,54 Å и ковалентного радиуса углерода rc(C) = 0,77 Å, можно записать (таблица 3.13): ro/R = ro/(0,77 - ro) = 0,225, откуда 1,225ro = 0,173 и ro(C4+) = 0,14 Å, что близко соответствует известным литературным данным для ионного радиуса четырехзарядного катиона углерода. Следует, по–видимому, обратить внимание на то обстоятельство, что в традиционно считающейся «рыхлой» структуре алмаза неожиданным образом реализуется локальная плотнейшая упаковка электридов вокруг атомных остовов углерода, что может служить альтернативным объяснением причины столь высокой термодинамической и механической стабильности алмаза.
В качестве другого аналогичного примера рассчитаем ионный радиус [Fe8+] из структуры a-Fe(VIII) c кубической координацией атомов (рис. 2.5) и межатомным расстоянием d(Fe-Fe) = 2,14 Å, равным удвоенной величине ковалентного радиуса 1,07 Å (Zhang, 1982). Используя последний и принимая для кубической координации ro/R = 0,732, по типу выполненных для алмаза расчетов находим ro(Fe8+) = 0,45 Å в полном согласии с данными Кордеса (Свойства элементов, 1976).
Далее вычислим радиусы иона (атомного остова) N5+ и иона N3- из данных для кристалла AlN (типа алмаза). Ковалентный радиус азота в этом соединении согласно (Бацанов, 1991) - rc(N) = 0,74 Å. Расчеты с использованием этого радиуса приводят к ro(N5+) = 0,14 Å, R = 0,60 Å и ri(N3-) = 0.14 + 2´0.60 = 1,34 Å. Вычисленные ионные радиусы азота соответствуют данным (Вайнштейн и др., 1979; Бацанов, 1991). Используя структурные данные (d(Fe-N) = 1,87 Å) для обладающего аналогичной структурой кристалла FeN (Бацанов, 2000) можно вычислить отсутствующий в литературе ионный радиус низкоспинового тетраэдрически координированного (d2sp – связи) атома трехвалентного железа: ri(Fe3+) = 1,87 - 1,34 = 0,53 Å, а также по выше изложенной методике найти соответствующую координационную электроотрицательность атома железа для указанных валентности, типе связей и координации: ЭОк = [(2,5-(1,87)/2]/(1,87/2) = 1,67. Последняя величина в точности соответствует найденной независимым методом в монографии (Зуев, 1990, с.44).
Завершая на этом рассмотрение актуальной проблемы кристаллохимии о взаимосвязи ковалентных, ионных и реальных радиусов атомов в кристаллах, нельзя не остановиться на следующем весьма важном вопросе. Речь пойдет об одном несоответствии, а именно: принятые ковалентные радиусы неметаллов rc(X) в продемонстрированных примерах расчета эффективных зарядов в минералах заметно меньше этих же величин (получающихся в виде суммы rc(X) = ro(Xn+) + R) в соответствующих остовно-электронных моделях структур. Для разрешения этого кажущегося противоречия обратим внимание на тот факт, что по данным расчетов деформационной электронной плотности Dr (см., например, рис. 3.5) сферические или близкие к таковым связующие электронные облака (электриды) в случае полярных связей характеризуются заметным эксцентриситетом, т. е. смещением центра тяжести электрида к более электротрицательному партнеру связи (неметаллу). Соответствующее теоретическое объяснение этому эффекту дано на рис. 3.6, где DR - величина смещения центра тяжести электрида к более электроотрицательному атому (при этом предполагается, что исходный радиус (объем) электрида, как «зажатой» между остовами сферы, не меняется). Приняв получившиеся в результате этого смещения параметры R-DR и R+DR обратно пропорциональными соответствующим величинам ЭО атомов X и М, можно записать: (R-DR)/(R+DR) = ЭОХ/ЭОМ, откуда:
ЭОХ - ЭОМ
DR = R×¾¾¾¾¾¾¾ (3.9)
ЭОХ + ЭОМ
Из рис. 3.6 следует, что, благодаря рассмотренному эффекту, фактические (эффективные) ковалентные радиусы взаимодействия атомов в полярных связях будут следующими:
rc*(M) = ro(Mn+) + R +DR, (3.10)
rc*(X) = ro(Xm+) + R - DR
Приведем несколько примеров расчетов с использованием этих формул и данных по исходным величинам R (таблица 3.14) и ЭО атомов в соответствующих валентных состояниях (Мартынов и Бацанов, 1980).
В периклазе MgO (рис. 2.8) с октаэдрической координацией атомов R = 0,52 Å, а исходный ковалентный радиус атома кислорода rc(O) = 0,74. Используя ЭО(MgII) = 1,31 и ЭО(OIV) =2,62, по формулам (3.9) и (3.10) находим DR = 0,17 Å и rc*(O) = 0,57 Å. Такая же величина получается из данных для изоструктурных вюстита FeO и манганозита MnO, поскольку ЭО(FeII) = 1,35 и ЭО(MnII) = 1,33 (Мартынов и Бацанов, 1980).
В корунде Al2O3 с тетраэдрической координацией атомов кислорода R = 0,56 Å, rc(O) = 0,68 Å (таблица 3.14). По данным (Мартынов и Бацанов, 1980) ЭО(AlIII) = 1,64, ЭО(OIV) =2,62, тогда DR = 0,13 Å и rc*(O) = 0,55 Å. По соответствующим данным для гематита Fe2O3 получается rc*(O) = 0,56 Å
В структуре кварца SiO2 фактическая координация остова кислорода неподеленным и связующими электридами является плоско-треугольной (рис. 2.6). Поскольку в этом случае R = 0,57 Å, rc(O) = 0,66 Å, ЭО(SiIV) = 1,98, ЭО(OIV) = 2,62, то расчет с использованием этих параметров дает DR = 0,08 Å и rc*(O) = 0,58 Å. Практически такая же величина rc*(O) = 0,57 Å получается для касситерита SnO2 и платнерита PbO2, rc*(O) = 0,59 Å для пиролюзита MnO2, rc*(O) = 0,58 Å для стишовита SiO2 и для других минералов с треугольной координацией атомов кислорода.
Для кристаллических соединений с кубической координацией атомов кислорода (Na2O и др.), R = 0,47 Å и rc(O) = 0,81 Å (таблица 3.14) расчеты приводят к rc*(O) = 0,58 Å.
Аналогичные расчеты для многих других оксидных минералов и искусственных кристаллов дают близкие к полученным эффективным ковалентным радиусам кислорода, поэтому для оксидных кристаллических соединений вообще вне зависимости координации кислорода может быть рекомендована величина rc*(O) = 0,55 Å, которая, кстати сказать, является промежуточной между соответствующими величинами Слейтера rc*(O) = 0,60 Å и Лебедева rc*(O) = 0,50 Å, а также непосредственно следует из многочисленных экспериментальных данных по распределению деформационной электронной плотности в рассматриваемом классе оксидных кристаллов (Зуев, 1990). Этот вывод представляется важным в смысле возможности значительного упрощения процедуры расчета эффективных зарядов атомов (ионности связи) в кислородных кристаллических соединениях. Аналогичным образом вполне допустимо принятие постоянным ковалентного радиуса серы в различных сульфидах, мышьяка в арсенидах, хлора в хлоридах и т. д., как это фактически сделано в монографии (Зуев, 1990).
Завершая на этом рассмотрение проблемы размеров (радиусов) атомов в кристаллах, уместно сделать одно существенное замечание. Во многих кристаллохимических работах (Лебедев, 1969; Ормонт, 1973; Марфунин, 1974 и др.) утверждается, что разработанные Гольдшмидтом, Полингом, Бокием, Беловым и другими учеными системы радиусов многозарядных ионов (например, Si4+, P5+, S6+, Mn7+ т. д.) физически не реальны, являются отжившим анахронизмом кристаллохимии и, следовательно, от них давно необходимо отказаться.
В свете остовно-электронной концепции строения кристаллов и изложенных в данном разделе материалов нельзя согласиться со столь категоричным суждением и допустимо высказать следующее обоснованное, на наш взгляд, мнение по этому вопросу. Не отражая истинные, реальные заряды и соответственно размеры атомов в соединениях (и здесь мы согласны с указанными критиками), радиусы многозарядных (поливалентных) ионов должны рассматриваться как размеры соответствующих атомных остовов и, как таковые, физически вполне реальны и имеют право на существование наряду с другими радиусами (например, ковалентными). Таким образом, классические системы ионных радиусов не утрачивают своего значения, фигурируя в соответствующих остовно-электронных моделях структур кристаллических веществ. Впрочем, сама логика развития кристаллохимии ведет не к отказу, а к совершенствованию, модернизации и уточнению систем классических ионных радиусов (Бацанов, 1986; 2000).
[1] Высоко - или низкоспиновое состояние для переходных элементов типа Fe.
[2] Джонсона аналогичная система ионных радиусов, правда, для более ограниченного круга элементов, была предложена (Некрасов, 1973).
[3] Иначе их называют картами полной электронной плотности (ПЭП).
[4] В литературе встречаются различные названия этих радиусов: рентгенографические, кристаллические, равновесные, абсолютные, реальные, истинные, связанные радиусы (bonded radii), радиусы наилучшего разделения атомов и т. д. Все они тождественны по физическому смыслу.
[5] На это обстоятельство неоднократно указывали , Дж. Слэтер и многие другие ученые.
[6] В работе (Gibbs, et al, 1997) эта проблема, по сути дела, лишь обозначена с привлечением данных по распределению электронной плотности в кристаллах.
[7] Этими числами далеко не исчерпывается многообразие координации атомов в реальных кристаллах.
[8] Предлагаемые на основе работ силовые характеристики ионов по являются, по сути дела, аналогами электроотрицательностей атомов.
[9] В этом случае происходит, очевидно, максимальная экранизация мелких высокозарядных остовов неметаллов. Для крупных и обладающих меньшими зарядами остовов металлов такая экранизация не обязательна.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |


