» » Кристаллическая структура α-марганца
05.02.2015

Впервые структурное исследование а марганца было проведено Уэстгреном и Фрагменом, которые показали, что эта модификация — кубическая, α = 8,894 kX, 56 атомов на элементарную ячейку. Данные Уэстгрена и Фрагмена о межатомном расстоянии и измерениях интенсивности рентгеновского диффракдионного спектра проверялись в детальной работе Брэдли и Тьюлиса. Исследователи определили пространственное рас положение атомов и нашли, что элементарная решетка содержит 58 атомов, а не 56, как это предполагалось Уэстгреном и Фрагменом. По данным Брэдли и Тьюлиса, кристаллическая структура состоит из четырех видов (группировок) атомов со следующими координатами:
Кристаллическая структура α-марганца

Кристаллическая структура α-марганца

Значения пяти параметров кристаллической структуры следующие:
Кристаллическая структура α-марганца

Пространственное расположение Td3.
Графическое изображение структуры приведено на рис. 39. Основой всего построения является простая объемно-центрированная кубическая решетка со стороной 8,894 kX; каждая вершина решетки связана с группой из 29 атомов. На рис. 39 приведена одна такая группа вокруг центрального атома элементарного куба. Никаких попыток не было сделано для того, чтобы показать соответствующие группы вокруг атомов, расположенных в углах куба. Вокруг каждого из X атомов имеется октаэдр из D2 атомов, причем противоположные грани октаэдра отличны одна от другой по размеру, так что симметрия по существу тетраэдрическая. Четыре А атома, несколько более удаленные, расположены тетраэдрически вокруг центра. Двенадцать самых удаленных от центра D1 атомов представляют собой многогранник, имеющий кубические и октаэдрические грани. Общая симметрия всего кристалла в целом является скорее всего тетраэдрической.
Кристаллическая структура α-марганца

В табл. 26 приведены расстояния между соседними атомами в структуре α-модификации. На рис. 40 и 41 представлены структуры элементарной решетки по сечениям, проходящим через центр параллельно плоскостям (100) (110) соответственно Все атомы изображены в виде шариков радиусом 2,5 kX, однако это значение весьма приблизительное, так как межатомные расстояния значительно меняются в зависимости от направления (см. табл. 26). По этой причине D2 атомы, которые занимают, несомненно, меньше места, чем другие атомы в структуре, показаны на рис. 40 и 41 несколько срезанными. Это сделано для того, чтобы можно было расположить их сложенными вместе. Бредли и Тьюлис полагают, что разница в межатомных расстояниях связана с тем, что электроны неодинаково распределены между различными атомами в структуре, а это значит, что по кристаллической структуре α-фаза ближе к соединению, чем к чистому элементу.
Кристаллическая структура α-марганца

Результаты Брэдли и Тьюлиса были полностью подтверждены данными исследования Престона, который рассчитал рентгеновский диффракционный спектр монокристаллов чистого марганца, полученных путем дистилляции. Престон измерил плотность марганца (7,44), а также параметр элементарного куба (8,894 ± 0,002 kX) и подтвердил, что элементарная ячейка содержит 58 атомов. Измерения интенсивности рентгеновского спектра подтвердили также и то, что пространственная группа представляет собой T3d.