Page 635 - Основы_химии

И З О М О Р Ф И З М . 629

солей равны 6,290 и 6,597 онгстремов. Подобный же результат получен и
для смесей Си и Ni, структура которых одинакова и состоит из кубиков
с центрированными гранями (атомы в вершинах кубических ячеек и
в центре их граней), ребра которых равны соответственно 3,60 и 3,54 4.
Исходя, напр., из чистой меди, можно постепенно заместить все атомы ее
кристалла атомами никкеля, нисколько не изменяя структуры. При этом
величина ребра кубика постепенно уменьшается и может быть вычислена
по правилам пропорциональности.
Нары Ag — Pd, Ag — Au, Си — Au ведут себя совершенно так же, пока
размеры структуры достаточно близки, как, напр., у пар Ag (4,084) и
Pd (3,90 À), Ag и Au (4,0751). Но если размеры не столь близки, то про­
порциональность нарушается. Так, напр., можно заместить до 25% атомов
чистой меди атомами золота без заметного изменения решетки. Точно так же
относится и решетка золота при замещении до 25% атомами меди. Даль­
нейшее замещение вызывает быстрое изменение размеров решетки, не влияя,
однако же, чнисколько на однородность структуры. На подобных спектрах
сплавов Си — Ni н Си — Au замечено особое явление, показывающее, что
при известных простых отношениях смешанных веществ атомы их распола­
гаются в правильном чередовании. Так, напр., атомы одного металла поме­
щаются в вершинах кубиков структуры, а атомы другого в центрах его
граней, что отвечает одной весовой части первого металла и трем второго.
Сплавы Ni и Fe интересны как сплавы различной структуры. При обыкно­
венной температуре атомы железа (а-железа, Fe a ) расположены в решетку
по центрированным кубам, атомы никкеля — опо кубам с центрированными
гранями. Длина ребер кубика железа 2,872 4, никкеля 3,5104. Несмотря
на такую разницу в размерах и виде структуры, оба металла смешиваются
во всех отношениях. До 25% содержания никкеля, структура сплава одина­
кова с а-железом, ребро кубика растет от 2,872 до 2,89 А. Можно также
заместить до 70% атомов никкеля атомами железа, не изменяя никкелевой
структуры. При этом размеры кубика у в е л и ч и в а ю т с я с 3,51 до 3,60А.
При 30%, или около того, атомов Ni обе структуры находятся у пределов
своей устойчивости, п в рентгеновых спектрах видны линии как той, так
и другой структуры: сплав оказывается неоднородным и состоит пз кри­
сталликов той и другой структуры.
Весьма замечательно, что изоморфные смеси можно получить путем
механического смешения. Напр., растирая смесь порошков из чистых кри­
сталлов KCl и КВг или нагревая, не доводя до плавления смесь порошков
чистых меди и никкеля, получаем изоморфные смеси этих веществ. Это
установлено исследованием помощью рентгеновых лучей и показывает,
что одно твердое вещество может диффундировать в другом твердом же
веществе и что эта диффузия состоит в последовательном замещении атомов
одного вещества атомами другого.
Вышеприведенные исследования Вегарда над рентгеновыми спек­
трами изоморфорных соединений повели к заключению, что расстояния
атомов в решетке изоморфной смеси представляются линейными функциями
соответственных расстояний атомов в решетках составных частей смеси и
молекулярного состава смеси. Так, указанный выше размер ребра кубиче­
ской ячейки смеси KCl и КВг, взятых в равном числе молекул, равен
6,442 А, что составляет как раз среднее арифметическое из 6,290 и
6,597 4 — размеров для KCl и КВг в отдельности. Этим, повидимому, суще­
ственно изменяется закон Реттерса, по которому среднее надо взять не
из линейных размеров, а из объемов. Однако легко убедиться, что если