Химическая связь в координационных соединениях

Определение координационных соединений. Основные понятия координационной теории Вернера. Внутренняя и внешняя сферы комплексных соединений. Классификация комплексов и лигандов.

Описание комплексных соединений с позиций ТВС Внутриорбитальные и внешнеорбитальные комплексы.

Описание комплексных соединений с позиций теории кристаллического поля. Основные положения ТКП. Расщепление d-термов в октаэдрическом и тетраэдрическом поле лигандов. Энергия расщепления. Спектрохимический ряд металлов. Эффект Яна-Теллера и его экспериментальные проявления (динамический, статический, кооперативный). Низко - и высокоспиновые комплексы.

Описание комплексных соединений с позиций теории МО. Октаэдрические комплексы без p-связывания.

Типы химической связи

Ковалентная связь и ее виды. Простая ковалентная связь, неполярная и полярная ковалентная связь, донорно-акцепторная связь (координационная связь), семиполярная связь. Ионная связь. Металлическая связь. Межмолекулярная (Ван-дер-Ваальсовая) связь. Водородная связь.

Понятие кристалл. Описание атомно-кристаллической структуры.

Кристаллическое состояние вещества. Периодические и апериодические кристаллы. Несоразмерно модулированные структуры. Несоразмерные композитные кристаллы. Квазикристаллы. Новое определение кристалла IUCr. Идеальные и реальные кристаллы. Нанокристалл. Паракристалл. Метакристалл.

12. Кристаллы с периодической структурой

Дальний порядок в строении кристаллических веществ, их симметричность, однородность, дискретность и анизотропия.

Кристаллографические характеристики твердотельных фаз с дальним порядком. Кристаллическая решетка, трансляция. Различия понятий “кристаллическая решетка” и “кристаллическая структура”. Элементарная ячейка. Однозначный выбор элементарной ячейки – правила Браве. Примитивные и центрированные ячейки (P, A, B, C, F, I, R). Сингонии и кристаллографические системы. 14 различных типов кристаллических решеток (решетки Браве). Кристаллографические и кристаллофизические системы координат.

13. Группы симметрии кристаллов

Операции симметрии кристалла, их типы (1. поворот вокруг оси на некоторый угол; 2) зеркальное отражение в некоторой плоскости; 3) отражение в точке; 4) параллельный перенос - трансляция). Закрытые и открытые операции симметрии.

Точечные группы. Обозначения точечных групп симметрии по А. Шенфлису и их международные обозначения (символы Германа-Могена).

Пространственные группы. Обозначения пространственных групп. Система эквивалентных позиций, их кратность. Общие и частные позиции. Международные таблицы для рентгеновской кристаллографии.

Предельные группы симметрии (группы Кюри).

Влияние симметрии кристалла на его свойства. Принципы Кюри-Неймана.

14. Группы магнитной симметрии

Операция антиотождествления (инверсия времени), антиэлементы, полярные и аксиальные вектора.

Магнитные точеные группы (точеные группы антисимметрии). Три типа магнитных точечных групп: белые (G_M=G); серые (G_M= G1'= G+RG); черно-белые G_M=H+(G-H)R. Создание черно-белых групп G_M из кристаллографических групп, содержащих подгруппу H с индексом 2. Теория цветной симметрии Шубникова.

Шубниковские пространственные группы. Белые группы Ф. Серые группы Ф1'. Черно-белые группы Ш = Ф + (F/Ф)1'. Два типа черно-белых групп.

Симметрия и магнетизм. Магнитная структура кристалла. Ферромагнитное и антиферромагнитное упорядочение. Ограничения, накладываемые на симметрию кристаллов с магнитным упорядочением. Ферромагнитные классы симметрии. АФМ . I и II типа.

Симметрийные аспекты магнитоэлектрического эффекта. Вид тензора a_ij.

Несоразмерные магнитные структуры.

15. Модулированные кристаллические структуры

Определение модулированных структур, их виды. Композитные структуры.

Типы и размерность модуляции. Модуляция смещения. Модуляция заселенности. CDW и SDW. Магнитная модуляция. Базисная структура.

Дифракционные картины модулированных структур; основные и сателлитные рефлексы.

Концепция (3 +d) мерной суперструктуры. IC модулированный кристалл как сечение (3+d)-мерной периодичной суперструктуры. 4-х мерная решетка при одномерной модуляции. Классы многомерных решеток Браве, их обозначения. 4-х мерные суперпространственные группы их обозначения.

Описание структур с несоразмерной модуляцией с использованием понятий базисная структура, усредненная структура, соразмерная сверхструктура, модулированная структура.

Примеры несоразмерно модулированных кристаллов.

Квазикристаллы

Открытие квазикристаллов. Упорядоченность и периодичность кристаллической структуры. Метастабильные и стабильные квазикристаллы. Две группы квазикристаллов: икосаэдрические и полигональные. Примеры систем, в которых образуются квазикристаллы различных типов.

Дифракционная картина от кристаллов и новое определение кристаллов.

Методы описания структуры квазикристаллов. Концепция высшей размерности (проекционный метод). Модель квазикристалла на основе мозаик Пенроуза. Расширение понятия симметрии до понятия неразличимости. Представление структуры квазикристалла как повторяющегося кластера с перекрытием.

Методы определения структуры квазикристаллов. Сопоставление квазикристаллов и кристаллов с несосоразмероно-модулированной структурой. Свойства квазикристаллов

17. Описание кристаллической структуры кристаллов

Координационные числа и координационные многогранники. Правило Магнуса-Гольдшмидта. Представление структур как заполнение пространства координационными многогранниками.

Атомно-кристаллическая структура. Изоструктурность, структурные типы, их классификация, принятая в справочниках интернационального союза кристаллографов.

Структурные типы каменной соли NaCl, флюорита CaF₂, перовскита CaTiO₃, W- (Мо-, Rе-, V-) оксидных бронз, соединений со слоистой перовскитоподобной структурой, шпинели.

Особенности кристаллических структур сегнетоэлектриков.

Структурная классификация высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) фаз.

Физико- химические основы управления типом и концентрацией точечных дефектов в кристаллических фазах переменного состава.

Двойникование кристаллов

Классификация двойников по способу их образования

Полисинтетические двойники

Законы двойникокования.

19. Основы химической термодинамики. Предмет, основные понятия и величины химической термодинамики.

Возникновение термодинамики. Три области предмета термодинамики: классическая термодинамика, неравновесная линейная термодинамика и нелинейная термодинамика.

Понятия энергии, теплоты, работы. Три основных вида энергии рассматриваемых в термодинамике: внутренняя энергия U, теплота Q и работа A. Концепция теплорода (флогистона).

Термодинамические системы, их классификация, параметры и состояния. Макроскопические системы. Гомогенные и гетерогенные системы. Открытые, закрытые и изолированные системы.

Макроскопические термодинамические параметры состояния: внутренние, внешние, экстенсивные, интенсивные. Обобщенные силы X и обобщенные координаты x.

Термодинамические функции и функции перехода. Свойства функций состояния. Состояние термодинамических систем: стационарные, равновесные и неравновесные. Макроскопические и микросостояние состояния системы.

Термодинамические процессы

Время в равновесной термодинамике. Термодинамические процессы. Разомкнутые и циклические процессы. Самопроизвольные и несамопроизвольные (вынужденные) процессы. Обратимые и необратимые процессы. Квазистатические (или равновесные) и необратимые (неравновесные) процессы. Квазистатический процесс - абстракция, которая является для теории моделью. Релаксация. Время релаксации.

Уравнение состояния для обратимых процессов. Изобарный, изохорный, изотермический и адиабатический процессы.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: