Perowskity

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Kryształy perowskitu (Alpy Graickie, okolice Almese, Włochy)

Perowskity – grupa minerałów zbudowanych z nieorganicznych związków chemicznych o ogólnym wzorze ABX3, gdzie A – to zwykle kation metalu z grupy litowców lub berylowców (rzadziej któregoś z metali przejściowych), B – to kation o liczbie koordynacyjnej równej 6 (najczęściej tytan, niob, tantal, mangan), zaś X – to zazwyczaj anion tlenkowy O2−, rzadziej halogenkowy lub siarczkowy. Nazwa tej grupy związków pochodzi od reprezentatywnego przedstawiciela grupy, perowskitu (tytanianu(IV) wapnia, CaTiO3).

Opis struktury[edytuj | edytuj kod]

Struktura perowskitów o wzorze ogólnym ABX3. Czerwone – atomy X (zwykle tlen), niebieskie – atomy B (mniejszy kation metalu, np. Ti4+), zielone – atomy A (większy kation metalu, np. Ca2+). Przedstawiono niezaburzoną strukturę układu regularnego, jednak wiele perowskitów ma niższą symetrię[1]

Struktura perowskitów może być opisana przez regularną sieć płasko-centrowaną (FCC) z jonem B4+ w centrum sieci, otoczonym przez 6 anionów tlenkowych na środkach każdej ze ścian i z 8 jonami A2+ w narożach sześcianu (każdy o liczbie koordynacyjnej równej 12). W większości związków o tej strukturze promienie jonowe B4+ oraz A2+ są mniejsze od wartości implikowanych przez geometrię sieci, toteż nie "stykają się" one z sąsiednimi anionami tlenkowymi, łamiąc pierwszą zasadę Paulinga. Na skutek tego, sieć może ulegać odkształceniom, mającym na celu minimalizację jej energii.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Znaczenie gospodarcze mają tylko niektóre odmiany zasobne w niob i cer, jednak perowskity badane są pod kątem wykorzystania ich do produkcji tanich ogniw słonecznych[2][3][4][5]. W marcu 2014 r. polska fizyk Olga Malinkiewicz za pracę nad wykorzystaniem perowskitów w fotowoltaice otrzymała główną nagrodę w prestiżowym konkursie naukowym Photonics21[6].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Navrotsky, Alexandra. Energetics and Crystal Chemical Systematics among Ilmenite, Lithium Niobate, and Perovskite Structures. „Chemistry of Materials”. 10 (10), s. 2787-2793, 1998. DOI: 10.1021/cm9801901. 
  2. Gemeda Beker: Age old perovskite mineral offers promise of dirt cheap solar power - Inhabitat - Sustainable Design Innovation, Eco Architecture, Green Building. Inhabitat.com, 2013-08-15. [dostęp 2014-04-09].
  3. Ludwika Tomala: Brakujące ogniwo (słoneczne): Polka udoskonaliła produkcję perowskitów. naukawpolsce.pap.pl, 2014-04-09. [dostęp 2014-04-09].
  4. Olaf Szewczyk: Młoda polska naukowiec opracowała technologię, która może zmienić oblicze światowej energetyki i życie każdego z nas. wyborcza.pl, 2014-04-01. [dostęp 2014-04-09].
  5. Perowskity - cudowne dziecko chemii materialow. [dostęp 2015-09-22].
  6. Olga Malinkiewicz: perowskity zastąpią krzem w ogniwach słonecznych

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Charles Kittel: Introduction to solid state physics. Hoboken: John Wiley & Sons, 2005. ISBN 0-471-41526-X.
  • Jerzy Żaba: Ilustrowany słownik skał i minerałów. Katowice: Videograf II, 2003. ISBN 83-7183-174-9.
  • Jaroslav Bauer: Przewodnik Skały i minerały. Warszawa: Multico, 1997. ISBN 83-7073-050-7.