Szalay Zsófia - Szervetlen Kémiai Tanszék - Eötvös Loránd ...

2. Az üvegek jellemzıi
2.1. Rendezetlen szerkezet üveges oxidokban
Az üvegek a kristályos anyagoktól abban különböznek, hogy szerkezetük nem írható le a
Bravais-cellák eltolásával. Pontosabban, ezeknek nincs szabályos térbeli szerkezete, általában
összetételük sem írható le egyszerő egész számokkal. Az egyes szerkezeti egységek általában
kovalens, esetleg részben ionos kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, amelyekbıl
összetételtıl függı hosszúságú láncok, győrők, térhálók alakulnak ki. Ezek hosszútávú
szerkezete nem meghatározott, a részek egymáshoz viszonyított helyzete véletlenszerően
alakul ki, éppen ezért lesz a szerkezet rendezetlen.
Ezt a rendezetlen hálót azonban jól definiált elemek, építıkövek alakítják ki, amelyeknek
összetétele és szerkezete jól ismert. Ezen atomcsoportok véletlenszerő sorrendje és
egymáshoz viszonyított helyzete (elsısorban a torziós szögek változatossága) okozza az
üveges szerkezetet [1].
Oxoanionok és oxidok esetén ezek az építıkövek olyan poliéderek, amelyek csúcsaiban
oxigén atomok helyezkednek el, középpontjukban pedig az az elem található, amirıl a részlet
a nevét kapja. Például a szilikátüvegekben szilícium középpontú SiO 4 -tetraéderek vannak
[13]. Ezekbıl a részletekbıl az amorf szerkezet oxigénhidakkal épül fel, azaz a szomszédos
tetraéderek csúcsai közösek.
2.2. Az építıkövek szerkezete
2.2.1. Foszfátok
A foszfor kémiájáról közismert, hogy bár többféle oxidációs állapota lehetséges, messze a
leggyakoribb és legstabilabb oxidációs száma a plusz öt. A foszfátüvegekben is ebben az
oxidációs állapotban fordul elı.
A foszfátok már vizes oldatban is hajlamosak - P - O – P – O – láncok létrehozására, amint
azt a polifoszfátok és polifoszforsavak nagy száma is mutatja. Szilárd halmazállapotban ez a
hajlam még jobban megmutatkozik: az ötös oxidációs számú oxidok és foszfátsók közül
egyedül az ortofoszfátoknak nincs oligomer szerkezete. A láncszerő és győrős
módosulatokban a foszforatomokat oxigénhíd köti össze (csak alacsonyabb oxidációs szám
esetén fordulhat elı P – P-kötés) és a foszforatomhoz mindig kapcsolódik kettıs kötéssel egy
(terminális) oxigén [14].
4