Абстрактни сребърни халогениди във фотографията - на брега на реферати, есета, доклади, проекти и дисертации

сребърен халогенид кристалната решетка

В твърдо състояние, всички сребърни халогениди са йонни кристали. Това означава, че кристалната им решетка е образувана от редовен редуване на сребро Ag + катиони и аниони халогенни Hal-, които се държат в осъществява главно чрез електрически сили на привличане на противоположни заряди.

Решетки бромид и сребърен хлорид AgBr и AgCl са простите възможно-кубичен вида на сол, т. Е. йони са разположени в три взаимно перпендикулярни посоки и разстоянието между двойка съседни йони (т.нар решетъчна константа) в трите измерения на същите ( Фиг. 1). Това разстояние е 2.88 А между Ag + йони и Вг и два пъти между две последователни йони Ag + или Вг. В хлорид, е между 2,77 А и Ag + йони S1.- Както nodida Agl сребро, мрежестата структура е по-сложно и се променя с температурата; Само над 146 ° C става кубичен, но такива температури за фотография не представляват интерес.

В случай на съкристализация няколко сребърни халогениди в една решетка, всички определя дали са. тяхната решетка за един и същи вид. В случай на AgBr + AgCl, когато двете решетки са подобни и постоянни двете решетки близо решетъчни смесени кристали на всеки състав е от същия тип като чист, т. Е. е куб, константата на това по-малък от бромида, но по- от хлорид. Сред анионите в решетката възникне Br както и С1

намира съвсем случайно, но в пропорции, съответстваща на химическия състав на кристала. В случай на различни видове решетки, какъвто е случаят, например, AgBr + с Agl, картината е по-сложно. Докато сместа на малък с Agl, решетката на смесения кристал, е същата като тази на основния материал, в този случай, кубична, но в единна част .При обмен на йони Br I- йони в решетката в количество, съответстващо на фракцията на примес. Вероятността от две I- йони да бъде близо до много малка, което означава, че вероятността за малка част от чист Agl в AgBr големи кристали също незначително. Въпреки това, тъй като делът на Agl Тази вероятност се увеличава, и достатъчно висок дял на селекция: Agl от общия кристал в независими части, вместо равномерно смесване с AgBr става почти неизбежно; Ето защо възможността за добавяне на сребърен йодид до другата халогенид ограничено.

Всеки йон в решетката има енергия, която е сумата от кинетичната и потенциална енергия на неговите хаотични колебания около позиция средната равновесие. С най-голямо отклонение от средната позиция на йонна цялата кинетична енергия се превръща в потенциална и стойността на последното е равно на извършената работа, когато се движат йон в крайна позиция. Силите, които притежават йоните, са силите на привличане и отблъскване на таксите в съответствие със закона на Кулон, за тяхна сметка и ботовете ангажирани кв. Тъй като тези сили са обратно пропорционални на квадрата на разстоянието, най-важната роля, която играят силите на взаимодействието на йона с най-близките си съседи, и те имат всеки йон в кубична решетка шест - отгоре и отдолу, отпред и отзад, отляво и отдясно, и действието на взаимно балансирани.

Енергията на кристалната решетка на цялата сума от енергиите на всички негови съставни йони, и въпреки че зависи от взаимодействието на всички сили в решетката, но тъй като основният принос към общата енергия се извършва от силите на взаимодействие на най-близките съседи, това е точно тази част от енергията, която се фокусира; Ако решетката е идеален, т.е.. Е. последователност на последователност и относителната позиция на йоните никога счупени, енергията на решетка се разпределя. средно поравно между всички йони. .. Всяко нарушение на решетката, т.е. йони правилното място, представлява нарушение на двойки баланса на силите, и това неминуемо ще улеснява йонна изместване от равновесното положение - дръпнете от един съсед не е напълно базирана на привличане на противоположната страна. Следователно, налице е винаги близо до нарушения местно отклонение от надолу средната енергия.

Както е известно, ако дадена точка в пространството е по-малка потенциална енергия от околните точки, след това пуснати на тялото има по-голяма стабилност. По този начин, топката валцувани в дупката, не са изразходвани за това никаква енергия от външната страна, но се измъкнем от него се дължи единствено на външно влияние; така че дъното на ямата на неговата позиция е по-стабилна, отколкото близо до своя край или извън него. Не е случайно, в местата на кристали с по-ниска потенциална енергия се нарича потенциалните ями, и ги сравнява с друг, говори за тяхната дълбочина. ще бъдат необходими Тези условия в бъдеще.

Нарушенията, или, тъй като те често се наричат, дефекти, решетка са много разнообразни. Те се разделят обикновено в две важни характеристики: първо, те са точка ако засегне само един йон, и удължен, ако засяга множество (понякога много) последователно йон, и второ, те са примес ако причинена от външни йони , атоми, молекули, разположени в или върху повърхността на кристал и своя ако характеризират като химически чисти кристали. Нека започнем с последния знак.

От удължени вътрешни дефекти се нарича, предимно размествания, т.е. частично изместване на брой атоми или йони по отношение на съседните - .. Има примери на фиг. 2. Освен това, има случаи, когато кристал се образува чрез снаждане на брой по-малки и се състои от отделни блокове, решетки, които се образуват независимо един от друг, а не в съответствие с друго; границата между блоковете също се удължава дефекти (фиг. 3). Подобна картина се наблюдава в пукнатините на кристалната решетка, когато от двете страни не съвпадат. И накрая, тя може да се дължи на разширени дефекти и на повърхността на кристала: защото върху него в посока, перпендикулярна на повърхността на йонна винаги има един съсед само от едната страна и речта на баланс ой не може да бъде.

От гледна точка на присъщите дефекти няма да разговаряме дефектите по повърхността на още не е напълно завършена, когато някои от нейните точки просто липсва атом или йон. Ние сме заинтересовани в така наречените топлина решетъчни дефекти в завършена, чиято поява е свързана с прекомерно висока амплитуда на колебанията на отделните йони в решетката. Тъй като енергията на трептене се разпределя равномерно между всички йони само в центъра, във всеки момент, има йони с амплитуда (и следователно енергия) колебания над и под средното. Сред първите, може да бъде (въпреки че те са малки) са, че и по-далеч от равновесното положение, няма да се върнете към него - стигнал твърде далеч. В резултат на тяхната връзка е прекъсната и решетката, и те започват да се движат свободно през кристала, разположен между нормални йони, без, разбира се, извън на кристала; те се наричат ​​интерстициални йони, тъй като нормално положение се нарича сайтове решетка. Място, че такъв йон проведе преди, остава вакантен - това означава, че някой от йони около това място, загуби равновесие и съсед е нарушен около него. Двете дефекти - интерстициален и вакантно йонни - важни за електрическата проводимост на кристала, скоро става ясно, че при разглеждането на електрическите свойства на сребърен халогенид. Тъй като броят на тези недостатъци е по-голямо, по-голямата средната амплитуда на трептенията, и се увеличава, от своя страна, с температура на кристала, термични дефекти точка играят по-важна роля от над температурата.

Тук ние се отбележи, една характеристика на бромид и сребърен хлорид, не е присъщо на други йонни кристали: те точка термични дефекти се срещат почти изключително между катиони, и в сравнително големи количества. По този начин, при стайна температура към 0.01% на Ag + йони се прехвърля от местата на решетка в междините, т.е.. Е. За всяко от трите направления на почти всеки 20 минути за Ag + йони отсъства на мястото си. Сред аниони, които не са наблюдавани, не само при стайна температура, но също и при по-високи; дори близо до точката на топене на броя на свободните работни места на аниони е по-малко от броя на катионни за много хиляди пъти.

Point дефекти възникват в резултат на примеси. Ако примес е наличен в йонна форма, то може да се побере в йонна решетка, има провежда катион или анион (възможно и двете), в зависимост от знак. Ако заряда на тези примеси. йон е същата като първичната (например, йон Na + и I- в AgBr решетка), ефектът от енергията, както и други свойства на решетката е обикновено малки, въпреки че енергията на взаимодействие в този сайт решетка е леко променена и има плитка потенциал и (сега тези ви отношение вече са известни). По-значителен ефект на йони с валентност различно от всичко, в по-голямата. Така йони CD2 + или Pb2 + (тъй като те са въведени в специално, в някои AgBr емулсии), като мястото на катион, съобщава две решетка зареждане катион Ag +. Нейната да остане като цяло неутрална, тъй като тя е без примеси, един от най-близките Ag + йони трябва да напусне мястото си и отиде на интерстициална позиция. Вместо две единици, пълни с едновалентни катиони, се пълни с един двувалентен катион, катион вакантно и един интерстициален катион т. Е. доста съществено нарушение на реда, в решетката.

От гледна точка на примеси дефекти могат да бъдат свързани по-сложни структури. По този начин, може да се образува конгломерати от няколко Свободни, интерстициални и примеси йони, и на повърхността на кристалите йони Ag +, като на местата си в AgBr решетка могат едновременно да участват в образуването на натрупване, като друг сребърна сол, казват сулфидни AGS или бромид друг метал ( примес); Разбира се, този квартал е съществено нарушение на процедурата, в съответните места в кристала. По този начин и може би други, върху повърхността може да се получи не само точка, но също разширени примеси дефекти, но дори и най-големите от тях са малки в сравнение с линейните размери на конвенционалните кристали на емулсия.

Проводимостта на сребърен халид

Сребърен халогениди имат висока диелектрична константа, т.е., способността да намаляват външно електрическо поле: .. Y сребърен хлорид е равна 12,2, а у-бромид 13.0. Въз основа на това те трябва да бъдат класифицирани като изолатори, но това определение не е в пълно съответствие с други електрически свойства на сребърни халогениди. По-специално, дори в тъмното, те имат някои електропроводимост, въпреки слабия; светлинните увеличава рязко като много полупроводници, и стойността на съпротивлението също причини включват сребърни халогенни повече полупроводници, отколкото в диелектрици. По-подробно изследване на електрическите свойства на сребърен халогенид е показано освен това, че тъмните настоящите носители него са йоните и светлината - главно електрони, което е характерно за така наречените photoconductors. И двата факти заслужават сериозно внимание,

Вече бе споменато, че при не много ниски температури в кристали AgHal има значителен брой междинни йони Ag +, способни да се движат вътре в кристала, докато сред Hal- йони интерстициален почти никаква. Ако поставите кристал AgHal между два електрода, той трябва да отиде на йонен ток, което се потвърждава и от опит. Йоните Ag +, достигайки катода, ще има върху него, за да се възстанови метала; Всъщност, такава отлагане на сребро, т.е.. Е. Не в първоначалния разтвор електролиза и в твърди, достатъчно продължително области на приложение също така, експериментално. Читателят е свикнал да вярвам, че по време на електролиза разлагане на материята, и затова отлагането на електролитни продукти трябва да отидете на двата електрода, може да изглежда странно, отлагане в случай на сребърни халогениди само върху катода. Но ние не трябва да забравяме, че макар и електролиза на сребърни халогениди всъщност участва само на катиони част на решетката, но се движат в кристала не само положителните заряди под формата на междинни йони Ag +: мобилност и да има свободно работно място, оставена от тези йони.

За да разберете как това се случи, се прилага логика не е необичайно за физиката: ако в един момент липсата на положителен заряд, а след това като че ли имаше излишък отрицателен заряд, а в областта на външните действия на пръв поглед въображаем заряд има много функции на една реална заплащане. Позовавайки се на Фиг. 4. имате мобилен йони Ag +, оставяйки отворена позиция, се провежда с движението си към катода от друга работа. Възможно е, че той ще бъде в капан в тази позиция и да я вземете. След това събитие и да каже как изместването на катиони в посока на катода от точка P до точка Q, и като отрицателна позиции изместване по посока на анода от точка Q до точката P. Това и още една такса за превод, т. Е. ток, и няма начин да се определи коя от двете версии е по същество правилна. Ето защо, ние казваме, че има движение на катиони и движението на катионни свободните работни места, както и тяхната роля в преминаването на ток и електролиза се счита за равен. Физически, разликата се крие във факта, че масовият транспорт и виждаме отлагането на материал върху катода, а движението на свободните работни места транспортирани празен и не само е най-отлагания на анода, а дори е създаден в близост до оригиналния кухина на движението на катиони, в които все повече и по липсата на сребро към катода на миналото, а само халоген.

Проводимостта на сребърен халид на тъмно силно зависи от условията на производство кристал, то биография, което е особено забележим при температури над стайната: тук разликите между отделните проби могат да достигнат десетки или дори стотици пъти. На тъмно проводимост на сребърни халогениди като примеси значително влияят валентността соли, различни от Ag + и у Nal-: както вече бе споменато, всеки такъв без примес включен в решетката, че увеличава броя на мобилните йони и свободни места. Освен това, йонната проводимост голяма степен зависи от температурата, тъй като тя се определя от термични дефекти точка, и броят им като температурата се увеличава рязко, например, сребърен бромид като температурата се повишава от 0 до 20 ° С - повече от три пъти. Въпреки това, за по-нататъшно без голяма грешка може да се приеме, че при стайна температура в продължение на микрокристали сребърни бромид емулсии в проводимост е съвсем близо до 10-11 ома • m -1 • mm-2, и специфична soprotivlenie- съответно 1011 ома • мм 2 мм -; за сребърен хлорид съпротивление е десет пъти по-високи.

Когато осветен проводимост на сребърен халид рязко се увеличава, и носители на заряд са предимно електрони (постоянна йонна проводимост на фона на този ток обикновено почти незабележимо). Следователно, в сребърни кристали халид, както и всички полупроводници и също така много твърди диелектрици, светлина причинява вътрешния фотоелектричния ефект. Установено е, че електроните идват от светлина от Хал йони "; след отделяне на електрон място неговото освобождаване е анион без електрон, т.е. неутрален атом Hal С решетка като атом почти не е свързан, тъй като силите него главно електрически и е неутрален ... и това му дава възможност да избягате от решетка. Въпреки това размери на атомите са достатъчно големи, за да се предотврати свободно преместване в кристала и следователно неговото движение е приблизително един и същ начин, което се движи отворена позиция (това е показано на фиг. 4). Сега вероятно изневеряват Atel не е изненада, ако мястото е липсата на електрон ще се разглежда като един вид положителен заряд (и nazyvayut- си "позитивен дупка") и ще говорим не само за движението на електроните към анода, но също така и движението на дупки към катода схематично такова движение показано на фиг. 5.

Фотоелектричния ефект на всеки материал, характеризиращ се с така наречения червен граница, т. Е. че най-дългата дължина на вълната, при която светлината все още е в състояние да индуцира фотоелектричния ефект на веществото. За сребърен хлорид червено граница се намира в близост до 380 пт, т.