सघन संकुलन और क्रिस्टल संरचनाएँ
कई धातुएँ और आयनिक ठोस गोलों के सघन संकुलन से प्राप्त होते हैं, जिसमें धनायन अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय रिक्तियों को भरकर अकार्बनिक रसायन विज्ञान की पुनरावर्ती संरचना प्रकारों को उत्पन्न करते हैं।
Definition
सघन संकुलन और क्रिस्टल संरचनाएँ यह वर्णन करती हैं कि परमाणु और आयन कुशल गोला संकुलन द्वारा विस्तारित ठोसों में कैसे व्यवस्थित होते हैं, जिसमें छोटे आयन अंतरालीय रिक्तियों पर कब्जा कर लेते हैं, जिससे विशिष्ट संरचना प्रकार उत्पन्न होते हैं।
Scope
यह विषय अकार्बनिक क्रिस्टल संरचनाओं के ज्यामितीय विवरण को शामिल करता है: घनीय और षट्कोणीय सघन संकुलन और उनकी अंतरालीय अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय रिक्तियाँ; रॉक सॉल्ट, जिंक ब्लेंड, फ्लोराइट, रूटाइल और पेरोव्स्काइट जैसे सामान्य संरचना प्रकारों की व्युत्पत्ति; समन्वय और संरचना की भविष्यवाणी के लिए त्रिज्या-अनुपात नियम और पॉलिंग के नियम; और संरचना प्रकार तथा रससमीकरणमिति के बीच संबंध। यह जालक-ऊर्जा विषय में शामिल ऊर्जावानों के बजाय ज्यामिति और संरचना की भविष्यवाणी पर केंद्रित है।
Core questions
- घनीय और षट्कोणीय सघन संकुलन क्या हैं और उनमें कितनी रिक्तियाँ होती हैं?
- सामान्य आयनिक संरचना प्रकार सघन संकुलित सरणियों से कैसे प्राप्त होते हैं?
- त्रिज्या-अनुपात और पॉलिंग के नियम समन्वय और संरचना की भविष्यवाणी कैसे करते हैं?
- रससमीकरणमिति किस प्रकार यह सीमित करती है कि कौन सी रिक्तियाँ भरी जाती हैं?
Key concepts
- घनीय और षट्कोणीय सघन संकुलन
- अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय रिक्तियाँ
- रॉक-सॉल्ट और जिंक-ब्लेंड संरचनाएँ
- फ्लोराइट और रूटाइल संरचनाएँ
- पेरोव्स्काइट संरचना
- त्रिज्या-अनुपात और पॉलिंग के नियम
Key theories
- सघन संकुलन और अंतरालीय रिक्तियाँ
- गोले घनीय या षट्कोणीय सघन संकुलित व्यवस्थाओं में सबसे कुशलता से पैक होते हैं, प्रत्येक गोले के लिए एक अष्टफलकीय और दो चतुष्फलकीय रिक्तियाँ प्रदान करते हैं जिनमें धनायनों को आयनिक संरचनाओं के निर्माण के लिए रखा जा सकता है।
- सामान्य संरचना प्रकार
- एक सघन संकुलित ऋणायन सरणी में रिक्तियों के निर्दिष्ट अंशों को भरने से रॉक-सॉल्ट, जिंक-ब्लेंड, फ्लोराइट, रूटाइल और संबंधित संरचना प्रकार उत्पन्न होते हैं जो बाइनरी और टर्नरी अकार्बनिक ठोसों में पुनरावर्ती होते हैं।
- त्रिज्या-अनुपात और पॉलिंग के नियम
- धनायन से ऋणायन त्रिज्या का अनुपात पसंदीदा समन्वय संख्या की भविष्यवाणी करता है, और पॉलिंग के इलेक्ट्रोस्टैटिक-संयोजकता और संबंधित नियम यह सीमित करते हैं कि स्थिर संरचनाओं में पॉलीहेड्रा कोनों, किनारों और चेहरों को कैसे साझा करते हैं।
Clinical relevance
संरचना प्रकारों को पहचानना कार्यात्मक अकार्बनिक सामग्रियों के डिजाइन और व्याख्या का आधार है, जिसमें उत्प्रेरण, फेरोइलेक्ट्रिक्स और सौर कोशिकाओं में उपयोग किए जाने वाले पेरोव्स्काइट ऑक्साइड, और बैटरी और मैग्नेट में उपयोग किए जाने वाले स्पिनेल शामिल हैं।
History
ब्रैग के प्रारंभिक एक्स-रे निर्धारणों से पता चला कि सोडियम क्लोराइड जैसे साधारण लवण सघन संकुलित संरचनाओं को अपनाते हैं, और गोल्डश्मिट के आयनिक त्रिज्याओं के संकलन ने त्रिज्या-अनुपात तर्क को सक्षम किया। पॉलिंग के 1929 के नियमों और वेल्स के व्यवस्थित सर्वेक्षणों ने अकार्बनिक संरचना प्रकारों की विशाल सूची को व्यवस्थित किया।
Key figures
- Linus Pauling
- William Lawrence Bragg
- Victor Goldschmidt
- Alexander Wells
Related topics
Seminal works
- pauling1929
- wells2012
- west2014
Frequently asked questions
- घनीय और षट्कोणीय सघन संकुलन में क्या अंतर है?
- दोनों गोलों को यथासंभव कुशलता से पैक करते हैं, लेकिन वे सघन संकुलित परतों के स्टैकिंग अनुक्रम में भिन्न होते हैं: षट्कोणीय सघन संकुलन ABAB पैटर्न को दोहराता है जबकि घनीय सघन संकुलन ABCABC को दोहराता है, जिससे फलक-केंद्रित घनीय व्यवस्था बनती है।
- त्रिज्या अनुपात समन्वय संख्या की भविष्यवाणी क्यों करता है?
- एक धनायन इतना बड़ा होना चाहिए कि आसपास के ऋणायनों को एक-दूसरे को छूने से रोक सके; जैसे-जैसे धनायन-से-ऋणायन त्रिज्या अनुपात बढ़ता है, उत्तरोत्तर उच्च समन्वय संख्याएँ ज्यामितीय रूप से स्थिर हो जाती हैं, जो त्रिज्या-अनुपात नियमों का आधार है।