ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Факторы, определяющие структуру кристаллов и типы связей из "Химическая структура и реакционная способность твердых веществ" Другой тип моделей — это математическая модель, которая теоретически описывает структуру вещества с помощью математических формул. К этому типу моделей мы обратимся в последующих главах. Модель из шаров и стержней может дать наглядное представление о математической модели, например о длине связей или о размерах атомов. Однако лишь в редких случаях удается построить такую наглядную модель, которая бы достаточно точно соответствовала теоретической, и даже если такая модель построена, она, по всей вероятности, лишь затруднит рассмотрение структуры кристалла, тогда как упрощенная модель будет в этом случае полезна. [c.13] Оба типа моделей являются моделями в том смысле, что они не соответствуют точно физической реальности, а отражают лишь теоретические представления исследователей о том, какой может быть эта реальность. Любая теория берет за основу какую-либо модель, в которую вводятся (Приближения, необходимые для того, чтобы получить возможно более простую теоретическую картину. [c.13] Средства, с помощью которых строятся модели, следующие. [c.14] Это самый простой тип моделей. В них используются различные цвета для обозначения различных элементов, а углы, по которым направлены связи, задаются с помощью отверстий в шарах. [c.14] Длины отдельных связей и атомные радиусы обычно даны не в масштабе. [c.14] Большим преимуществом этих моделей является их простота, легкость в сборке, относительная дещевизна, а также возможность строить наглядные структуры, которые можно просто сопоставить со структурными формулами на бумаге . [c.15] Этот тип моделей, в отличие от объемно-заполненных моделей, дает представление только о системе межатомных связей в кристалле при этом, естественно, не удается показать сами атомы. В решеточных моделях длины связей даны в масштабе, а атомы представлены в виде стержней, размер которых соответствует ван-дер-ваальсову радиусу атома. [c.17] На рис. 1.8 приведена фотография такой модели, построенной из жестких металлических трубочек решеточные модели можно конструировать также из пластиковых трубочек нужной длины, которые надеваются на металлические атомы в соответствующем валентном состоянии. [c.17] Подробное описание применения моделей из полистироловых шаров можно найти в книге Сандерсона Обучение химии при помощи моделей . В этой книге, в частности, используется цветовой код, который отражает электроотрицательность элементов. [c.18] Особенности и разнообразие типов моделей кристаллических структур в стержневых моделях передаются с помощью вертикальных стержней, которые можно произвольно перемещать друг относительно друга в горизонтальной плоскости. Этот метод можно использовать для построения структур с низшей симметрией и для того, чтобы показать плотнейшую упаковку. [c.20] Различные типы плотно упа1Кованных шаров (см. гл. 5) лучше всего изображать с помощью трех или четырех слоев шаров, положенных друг на друга. Для этой цели вполне подхо1Дят шарики для пинг-понга или полистироловые шары. Такие структуры трудно показать на плоских рисунках. При изучении структуры кристаллов необходимо самим поработать с моделями, чтобы ясно представить себе трехмерную картину кристалла. [c.20] Один из основных постулатов химической теории состоит в том, что атомы элементов соединяются или вступают в реакции друг с другом, образуя новые вещества. Как правило, определенное и постоянное число атомов одного элемента вступает в связь с определенным числом атомов других элементов. [c.21] Химия в основном рассматривает способы, посредством которых атомы соединяются друг с другом, и свойства получающихся веществ. В элементарной химии термин валентность используется для описания сил, связывающих различные типы атомов. Самое простое определение валентности следующее. Валентность равна числу атомов водорода, которое один атом элемента может присоединить или заместить . Однако очевидно, что это определение неоднозначно, например, для атомов переменной валентности. Во многих таких случаях элементы проявляют свою наименьщую валентность, соединяясь с водородом или замещая его. Например, сера(II) образует H2S, тогда как сера(IV) или сера (VI) не образуют H4S или Нб5. Точно так же один атом железа может вытеснить два атома водорода из разбавленных кислот, образуя соединение железа (II), но не железа(III). В других случаях структура соединений маскирует истинную валентность атомов, как, например, в гидразине (N2H4) или в гидразиновой кислоте (HN3), в которых валентность азота не равна 2 или 7з, соответственно. [c.21] Более точный смысл имеет окислительное число. Для одноатомных ионов оно равно заряду иона. Так, окислительное число цинка в хлористом цинке равно +2, тогда как для хлора в этом же соединении оно равно —1. Для соединений, содержащих ковалентные связи, определение окислительного числа менее наглядно, и мы его сформулируем после рассмотрения электроотрицательности. [c.21] Вернуться к основной статье