Введение

из разницы между экспериментально определенным атомным объемом соединения и вычисленной средней величиной атомных объемов эле- ментов, из которых она состоит (ΔΩ/Ω, здесь Ω-атомный объем, ΔΩ – его изменение в соединении). Величина сверхструктурного сжатия от- ражает на сколько изменяются «размеры атомов» при образовании оп- ределенного типа структур. Сверхструктурное сжатие в комбинации с размерным фактором является хорошим сочетанием для оценки вклада

«размеров атомов» в стабильность кристаллических структур.

При этом следует всегда учитывать, что при расчете сверхструк- турного сжатия за основу взята модель твердых сфер. Последнее позво- ляет определить отражает ли эта модель реальную природу при образо- вании сплавов из элементов в виде твердых сфер, обладают ли атомы

«мягкой оболочкой», или их необходимо представлять срезанными ша- рами, или в виде эллипсоидов вращения [2, 7].

Квантово-механическая природа микромира не позволяет дать точ- ного понятия «размера атома». Однако в литературе атому ставится в соответствие некоторый эффективный размер [8–13]. В ряде работ пока- зано, что если рассматривать какие-либо структуры с близкой коорди- нацией атомов, то можно получить систему радиусов атомов элементов, входящих в эти структуры. Эта система может быть эффективно ис- пользована для расчета межатомных расстояний в структурах этого се- мейства [3]. Широкая дискуссия, посвященная проблеме размеров ато- мов, отражает ту ситуацию невозможности создать универсальную сис- тему атомных радиусов, при помощи которой можно было бы прово- дить расчет точных величин межатомных расстояний, оценить крат- ность или тип химической связи.

В литературе при анализесоединенийс разным типом химической связивыделяюттрисемействарадиусов [3, 14].Вандервальсовырадиусы атомов металлоидов и неметаллов (элементов, лежащих справа от линии Цинтля, которыемогутиметь заполненные валентныеподоболочки).Ионные радиусы.Ковалентныеилиметаллические(иликовалентно-металлические) радиусы ввеществах,вкоторых энергиясвязимежду атомами обуславливаетсяперекрытием атомных волновых функций.

В предлагаемой книге в качестве объектов исследования выбраны металлические соединения, поэтому будем использовать систему кова- лентных радиусов с учетом поправок на «металлическую валентность» и координацию атомов в кристаллических структурах[3].

А.А. Клопотов, а.И. Потекаев, э.В. Козлов, ю.И. Тюрин, к.П. Арефьев, н.О. Солоницина, в.Д. Клопотов

Важным в проведенных нами исследованиях является то обстоя- тельство, что в общем случае атомы металлов изменяют свои размеры при взаимодействии с соседями в кристаллической структуре. Это на- ходит отражение в том, что пределы устойчивости металлических со- единений с различными структурами, обусловленные относительными размерами атомов, не имеют строго определенных значений в общем случае. Построение статистических диаграмм в зависимости от различ- ных структурных параметров как раз и позволяет выявить в каких со- единениях отклонения от общих закономерностей может быть вызвано либо отклонением размеров атомов от общепринятых табличных кова- лентно-металлических радиусов, либо это отклонение обусловлено вкладом других факторов.

Другим интегральным параметром, отражающим особенности той или иной кристаллической структуры, является степень заполнения пространства атомами, которая количественно характеризуется коэф- фициентом заполнения пространства. Учет координации в расположе- нии атомов по узлам кристаллической решетки (геометрический фак- тор) может проявиться косвенным образом как на величине коэффици- ента заполнения пространства, так и на степени сверхструктурного сжа- тия, а также на величине межатомного расстояния между атомами на первой, второй и более высокого порядка координационных сферах.

Кроме того, сравнение различных структурных состояний невоз- можно без использования коэффициента заполнения пространства раз- личных кристаллических структур.

Такое комплексное использование кристаллогеометрических пара- метров (размерный фактор, степень сверхструктурного сжатия и коэф- фициент заполнения пространства) является очень полезным, так же как использование корреляций между различными кристаллогеометриче- скими, кристаллохимическими и термохимическими характеристиками. Это позволяет оценить критерии существования различных типов кри- сталлических структур и определить, какие факторы (геометрические или, например, обусловленные природой химической связи) оказывают доминирующее влияние на устойчивость данной структуры.

Разрабатываемый в нашей работе подход к анализу устойчивости структур при помощи статистической обработки кристаллогеометриче- ских параметров в сплавах является важным, с нашей точки зрения,ша-