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

elégséges az oldáshoz. Ugyanezzel magyarázható az üvegesedési hımérséklet növekvı
alkálitartalom hatására tapasztalható csökkenése: a láncképzéshez szükséges dehidratáció
alacsonyabb hımérsékleten megy végbe, mint a hálóképzésé. Emellett a szilárd keverék lúgos
ömlesztéssel könnyebben olvasztható meg, tehát az ilyen üvegek kisebb energiabefektetéssel
állíthatók elı.
Az üvegek kationtartalmának jellemzésére az oxidok formális móltörtjét használják
(például x M 2 O·(1-x) P 2 O 5 ). Másik, ezzel ekvivalens mennyiség az R = [O]/[P] atomarány.
Ezek értéke szerint a biner foszfátokat és a foszfátüvegeket a következı csoportokba lehet
sorolni [1]:
• üveges P 2 O 5 , ahol x = 0,0, illetve R = 2,5. Ezeket Q 3 tetraéderek hálója alkotja.
• ultrafoszfátok, ahol 0,0 < x < 0,5, illetve 2,5 < R < 3,0. Q 2 és Q 3 egységek építik fel.
• metafoszfátok, ahol x = 0,5, illetve R = 3,0. Ezek Q 2 tetraéderek láncából állnak.
• polifoszfátok, ahol 0,5 < x < 1,0, illetve 3,0 < R < 3,5. Q 2 és Q 1 egységek építik fel, azaz
a kationtartalommal csökkenı hosszúságú láncokból állnak.
• pirofoszfátok, ahol x = 1,0, illetve R = 3,5. Ezek a difoszfátok. Üveges állapotban Q 1
egységeken kívül Q 2 és Q 0 is elıfordulnak bennük.
• 1,0 < x < 1,5 (3,5 < R < 4,0). Az ebbe az összetétel-tartományba esı üveg szerkezete a
pirofoszfátokéhoz hasonló, de bennük egyre több a Q 0 egység.
• ortofoszfátok, ahol x = 1,5, illetve R = 4,0. Izolált Q 0 tetraéderek alkotják, általában
kristályos állapotban ismertek.
A több hálóképzıt tartalmazó üvegekben a kationtartalmat általában a formális kémiai
összetétellel (móltörtekkel) adják meg oxidos (például 0,5 Na 2 O ·0,25 P 2 O 5·0,25 B 2 O 3 ) vagy
só (például 0,5 NaPO 3·0,5 NaBO 2 ) formában. A polimerizációfok ezekbıl kikövetkeztethetı,
aminek elsısorban a monomeregységre esı töltések kiszámításában van szerepe.
A kationtartalmú üvegek szerkezete is leírható egymással oxigénhídon át kapcsolódó
oxoanionok láncaként vagy hálójaként, amelyekben a hálómódosító kationok az így kialakuló
üregekben helyezkednek el. A kation anyagi minıségének hatása van az üveg oldhatóságára,
üvegesedési hımérsékletére, ezáltal gyakorlati alkalmazhatóságára. A kismérető kationoknál
ugyanis az üveg szerkezetét alapvetıen az oxoanionháló határozza meg és az így kialakuló
töltéseket semlegesítik a Na + illetve Li + ionok, de csak lazán kötıdnek, ezért ezek ionvezetık
[20]. Ezzel szemben a nagyobb alkálifémek, mint a K + , Rb + és Cs + nagyobb ionsugaruk miatt
már nem férnének el az oxidháló által meghatározott lyukakban. Az ilyen ionoknak a töltések
kompenzálása mellett az üveg szerkezetére is hatásuk van, szerepük átmeneti a hálómódosító
és a hálóképzı csoportok között.
9