Газовые Гидраты

Клатраты, в к-рых "гостями" являются молекулы газов или легкокипящих жидкостей (О 2, N2, Аг, Хе, Вr2, С12, SF6, H2S, CH4, C3H8, СНС13 и др.), а "хозяевами" - молекулы воды, образующие кри-сталлич. Каркас. По внеш. Виду напоминают снег или рыхлый лед, но в отличие от них могут существовать при положит. Т-рах. Молекулы газа размещены в полостях кристаллич. Решетки из молекул воды и удерживаются в них ван-дер-ваальсовыми силами. Полости имеют вид многогранников (см. Рис.). Кристаллич. Решетка из молекул воды, характерная для Г. Г., если она не заполнена строго определенным кол-вом молекул газа, термодинамически нестабильна. Г. Г. В осн. Кристаллизуются в одной из двух сингоний. Объемно-центрированной кубической типа CsCl (структура I.

A = =1,2 нм, z = 46, пространств. Группа РтЗт )и гранецентри-рованной кубической типа алмаза (структура II. а == 1,73-1,74 нм, z=136, пространств. Группа Fd3m). В элементарных ячейках имеются полости. В структуре 1-6 больших (диам. 0,59 нм) и 2 малых (0,52 нм), в структуре II-8 больших (диам. 0,69 нм) и 16 малых (0,48 нм). Оищий вид больших и малых полостей в кристаллич. Решетках Гл. A-малая полость структур I и II, б, в-большие полости структур I и II соответственно. Гидраты образуются газами, макс. Диаметр (d макс) молекул к-рых менее 0,69 нм. Если d макс больше 0,52 нм, но меньше 0,59 нм (Вг 2, CH3SH, COS и др.), заполняются только большие полости кристаллич. Решетки I. При полном заполнении всех полостей число молекул воды (n), приходящееся на одну молекулу "гостя", составляет 7,66.

Если d макс меньше 0,52 (Ar, CH4, H2S и др.), наряду с большими будут заполняться и малые полости. При полном заполнении всех полостей и составляет 5,75. Гидраты с кристаллич. Структурой II образуются газами, d макс молекул к-рых меньше 0,69 нм, но больше 0,59 нм (С 3 Н 8, изо-С 4 Н 10, СНС13 и др.). При этом заполняются большие полости ( п == 17). Если Г. Г. Образован двумя газами (двойной Г. Г.), для одного из к-рых d макс меньше 0,48 нм, а для другого d макс больше 0,59 нм, заполняются и малые, и большие полости (п= 5,67). Плотность Г. Г. Составляет 0,8-1,24 г/см 3, напр. Плотность С 3 Н 8-17Н 2 О-0,88 г/см 3. Для Г. Г. С n = 6 величина H.