Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Химическая связь считается локализованной (ограниченной определенным местом), если осуществляющие ее электроны принадлежат только двум связываемым атомам.

ПОИСК





Нелокализоаанные связи. Электрическая проводимость

из "Неорганическая химия"

Химическая связь считается локализованной (ограниченной определенным местом), если осуществляющие ее электроны принадлежат только двум связываемым атомам. [c.72]
Связь является нелокализованной, если электрон или электроны осуществляют связь более чем между двумя атомами. Такая делокализация связи была показана на примере молекулы азотной кислоты (см. гл. III, 2). [c.72]
Сопряжение связей заключается в усилении простых (ординарных) связей, расположенных между двойными или тройными связями за счет частичного перекрывания р-орбиталей всех атомов углерода. В результате ординарные связи по своему характеру становятся похожими на двойные. На рис. 25 показано сопряжение двойных связей в молекулах бутадиена (а и б) и бензола (в). В результате перекрывания р-орбиталей второго и третьего атомов углерода в молекуле бутадиена (а для бензола, кроме того, четвертого и пятого, шестого и первого) образуются по две связываюш,ие и разрыхляющие л-орбитали (в молекуле бензола — по три). Связывающие орбитали состоят из двух областей, вытянутых по обе стороны углеродной цепи вдоль всей молекулы. Поэтому пребывание четырех (для бутадиена) и шести (для бензола) р-электронов равновероятно в любой точке пространства, ограниченного этими орбиталями. [c.73]
При попадании линейной молекулы, содержащей сопряженные связи, в электрическое поле р-электроны смещаются по коридору связывающей орбитали вдоль молекулы в сторону положительного полюса. Происходит поляризация молекулы. [c.73]
Нелокализованные л-срязи имеются и в неорганических веществах с сопряженными связями. Обычно это кислород-, азот- и серосодержащие вещества, так как атомы О, Ы, 8 и некоторые другие способны к образованию кратных связей. [c.73]
Нелокализованные связи особенно характерны для металлических кристаллов. [c.74]
Атомы металлов содержат ла вцешних уровнях мало электронов и, следовательно, имеют много вакантных атомных орбиталей. Протекание процессов в сторону понижения внутренней энергии системы способствует обоазованию атомом возможного числа химических связей — его химическому насыщению. Атомы металлов могут достичь этого лишь при их тесной взаимной упаковке в кристаллические структуры, в которых немногочисленные валентные электроны каждого атома смогут принадлежать одновременно нескольким атомам, образовывая между ними нелокализованные связи. [c.74]
В кристалле, как в многоатомной частице, число молекулярных орбиталей равно сумме орбиталей отдельных атомов. Даже если учитывать только внешние и, р-орбитали, то при содержании в кристалле огромного числа N атомов (для 1 см порядка 10 — 10 ) в нем имеется 4М молекулярных орбиталей (рис. 27). [c.74]
Кристаллы кремния имеют структуру алмаза, но атомы 5г обладают З -орбиталями, энергетически близкими к Зр-орбиталям. Поэтому зона проводимости у кремния располагается ближе к валентной зоне (рис. 28, б), полностью укомплектованной электронами, как и у алмаза. При этом Л составляет только 1,12 эВ, и валентные электроны при небольшом возбуждении могут переходить в зону проводимости. В результате кристалл кремния способен проводить электрический ток. [c.75]
Подобные материалы, которые в нормальном состоянии являются диэлектриками, а в возбужденном (под действием теплоты или света) —-проводниками электричества, называют полупроводниками. У полупроводников ширина запрещенной зоны А составляет от 0,1 до 3 эВ. [c.75]
В металлических кристаллах запрещенная зона отсутствует из-за перекрывания валентной зоны и зоны проводимости (рис. 28, в), так как металлические кристаллы образованы элементами, у которых число валентных электронов мало по сравнению с числом вакантных орбиталей. Вследствие этого в кристаллической решетке металла осуществляются нелокализованные химические связи. Благодаря свободному перемещению электронов по всему объему кристалла металлы имеют высокую электрическую проводимость. В отличие от полупроводников электрическая проводимость металлов понижается с повышением температуры. Однако и в жидком (расплавленном) состоянии металлы проводят электрический ток. [c.75]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте