Оксидті шынылар, олардың құрамы, химиялық байланысы және түзілуі

Шыны жасағ ыш тотық тырғ ыштар. Кө пғ асырлар бойы адамзат шыныларды SіO₂ кремнеземін (65...70 мол.%), сілтілік металл оксидтерін жә не кальций карбонатын (ә ктас) балқ ыту жолдары арқ ылы алғ ан. Кремнийдің таза екітотық тырғ ышы керемет шыныжасағ ыш болып табылады, ө йткені мұ нда шыныжасауғ а қ ажетті қ ос шарт та іске асады, олар: коваленттік байланыс

Sі - O

оттегі атомдарының кө пірлерінің болуы

Si — О — Si

Кварцтық шынының сұ лбасын SiО_4/2 тетраэдрлерінен қ ұ ралғ ан жә не оттегі кө пірлері арқ ылы олардың тө белерімен байланысқ ан полимер торы ретінде елестетуге болады.

11. 1– сурет. Шынытектес кремнеземнің тү зілуі.

Қ ұ рылымдық дық бірлік дегеніміз - шынының химиялық қ ұ рамын кө рсететін жә не химиялық байланыстардың белгілі бір саны толық енетін атомдар топтамасы. Кристалдардағ ы сияқ ты ковалентті қ ұ растырылғ ан қ ұ рылымдық бірліктерде де кө рші атомдардың максимал саны сол атомды қ ұ райтын валенттік байланыстардың санына тең.

11.1-суретінде кө рсетілгендей, ә рбір оттегі атомы кремнийдің 2 атомымен байланысқ ан жә не ол оттегі атомының 4/2 индексімен кө рсетіледі. SiO_4/2 кварц шынының қ ұ рылымдық бірлігі шартты тү рде ү зік сызық пен белгіленген. 10.2а-суретінде кремнийдің екітотық тырғ ышы қ ұ рылысының сұ лбасы коваленттік байластарының геометриялық ретсіз торлары тү рінде, ал 10.2б-суретінде геометриялық реттелген кристалдық торлары тү рінде кө рсетілген. Кремний қ ара дө ң гелектермен, ал оттегі ақ дө ң гелектермен белгіленген. Бұ л екіө лшемді сурет болғ андық тан, кремнийге қ атысты оттегінің тө ртінші атомы 10.2-суретінің жазық тығ ынан тыс орналасқ ан. Атомдардың радиалдық таралу қ имық тарынан алынғ ан соң ғ ы рентгендік мә ліметтерге сай шынытектес кремнеземдегі Si-нің барлық дерлік атомдары 1, 62Å арақ ашық тық та оттегінің 4 атомымен тетраэдрлік байланысқ ан. -Si — О — Si- байланыс бұ рышы 120... 180° аралығ ында ө згереді. Ең ық тимал мә ні - 144°. Бұ л байланыс бұ рышы ө згерісінің кең диапазоны кремнеземнің шынытектес жә не кристалдық формаларының негізгі айырмашылығ ы болып табылады. Сә йкес мө лшердегі басқ а тотық тырғ ыштар немесе тотық тырғ ыш қ оспаларымен балқ ытқ анда ғ ана шынытектес кү йге ө тетін тотық тырғ ыштар жә не GeO₂ мен Р₂О₅ сияқ ты кейбір шыныжасағ ыш тотық тырғ ыштар да ұ қ сас қ ұ рылымдық бірліктерге ие. Оларғ а шартты шыныжасағ ыштар деп аталатын TiO₂ жә не V₂O₅ жатады.

11.2-сурет. Кремний диоксидінің қ ұ рылыс сұ лбасы.

а – шыны, б – кристалл

Практикалық қ атынаста басқ а ең маң ызды шыныжасағ ыштардың бірі Вi₂О₃ болып табылады. Ол ү шін мына тү рдегі тригоналдық қ.б. тү зіліс сә йкес:

О

— О — Вi

О

As₂O₃ жә не Sb₂O₃ шыныжасағ ыш тотық тырғ ыштар жә не Bi₂O₃, A1₂O₃ мен Ga₂O₃ шартты шыныжасағ ыштары ү шін де қ.б. осындай.

Жоғ арыда аталғ ан маң ызды тотық тырғ ыштар негізінде шыны оксидтерін синтездейді. Олардың атауларында шартты шыныжасағ ыштар немесе шыныжасағ ыш оксидтерінің аты кездеседі. Қ азіргі таң да практикада қ ұ рамында Ga₂O₃, As₂O₃, Sb₂O₃, Bi₂O₃, MoO₃, WO₃ оксидтері бар силикаттық, бораттық, алюминаттық, фосфаттық, германатық, теллуриттік, ванадаттық, титанаттық шынылар ө те маң ызды рө л атқ арады.

Оксидті шыныларғ а карбонаттық, сульфаттық, селениттік, нитраттық жә не су негізіндегі шынылар жатады.