БСЭ БСЭ: Большая Советская Энциклопедия (УП)

Упа',река в Тульской области РСФСР, правый приток р. Оки (бассейн Волги). Длина 345 км, площадь бассейна 9510 км 2 . Протекает в пределах Среднерусской возвышенности, делая большие петли. Питание преимущественно снеговое. Половодье с конца марта до начала мая. Средний расход воды в 89 км от устья 40,2 м 3/сек. Замерзает в конце ноября – декабре, иногда в январе, вскрывается в конце марта – апреле. Воды используются для водоснабжения. На У. – гг. Советск, Тула; у г. Советска водохранилище (площадь 5,7 км 2) .

Упако'вки плотне'йшиев кристаллографии, формы расположения атомов в кристаллической решётке, которые характеризуются наибольшим числом атомов в единице объёма кристалла. У. п. отчётливо выражены в большом числе кристаллических структур. Они характерны для большинства металлов, а также для кристаллизованных инертных газов. Структуры многих неорганических (ионных) кристаллов представляют собой У. п. шаровых анионов (с большими ионными радиусами ) , в пустотах которых распределяются мелкие катионы.

Более 300 лет известна (И. Кеплер) и признаётся наиболее плотной упаковка шаров «вручную» ( рис. 1 ), когда на слой шаров, уложенных с квадратным мотивом, наложен другой такой же слой шаров в лунки нижележащего (коэффициент заполнения пространства 74,05%, рис. 2 ).

Очевидно, что шары третьего слоя будут лежать точно над шарами первого. Такая упаковка обычно называется кубической плотнейшей гранецентрированной. Она считалась единственной, пока в 1900 англ. кристаллограф У. Барлоу не показал, что, поставив куб на угол, его можно разобрать на плоские ещё более плотные слои ( рис. 3 ), в которых лунок между шарами в два раза больше числа самих шаров ( рис. 4 ). Варьируя укладку плотноупакованных слоев ( рис. 5 ), получают бесчисленное множество плотнейщих упаковок с одинаковым коэффициентом заполнения – 74,05%. Если ограничить наслаивание некоторым периодом, то получается: двухслойная плотнейшая упаковка ( рис. 6 , а , третий слой повторяет первый), трёхслойная ( рис. 6 , б , четвёртый слой повторяет первый), четырёхслойная ( рис. 6 , в) и т.д. Трёхслойная упаковка – это исходная кубическая, прочие – все гексагональные.

Благородные металлы Ag, Au, Pt, a также Cu, Al, Pb,g-Fe характеризуются трёхслойной – кубической плотнейшей упаковкой атомов. Двухслойной упаковке подчиняются Be, Mg, Zn, Ti, четырёхслойной – редкоземельные металлы: La, Ce и др. Весьма часто полиморфизм (уже не только чистых металлов, но и соединений с простейшей формулой АХ) сводится к смене типа плотнейшей упаковки 6-, 8-, 15-слойными вплоть до числа слоев в несколько десятков (карборунд SiC). Кристаллические решётки некоторых соединений характеризуются менее плотной объёмноцентрированной укладкой ( рис. 7 ) с коэффициентов заполнения 68% (a-железо, щелочные металлы).

Поскольку наиболее распространены двух- и трёхслойные упаковки со стандартным расположением анионных шаров, то структура химического соединения зачастую определяется распределением др. элементов структуры, главным образом катионов, по пустотам плотнейшей упаковки (см. Структуры кристаллов ) . Их 2 сорта: среди 6 шаров (октаэдрической пустоты) и среди 4 шаров (тетраэдрические пустоты); вторых в 2 раза больше, чем первых (как показано на рис. 8 – с анионами в вершинах плотноупакованных полиэдров). При описании структур ограничиваются обычно выделением в таких слоях заполненных полиэдров, которые раскрашивают в разные цвета соответственно сортности заселяющих атомов ( рис. 9 ).

Лит.: Белов Н. В., Структура ионных кристаллов и металлических фаз, М., 1947.

Н. В. Белов.

Рис. 7. Объёмноцентрированная упаковка.

Рис. 6. Плотнейшие шаровые упаковки: а — двухслойная, б — трёхслойная, в — четырёхслойная.

Рис. 2. Генерирующие плотнейшую кубическую упаковку плоские слои с квадратной симметрией.