Ковалентная или атомная связ в кристаллах

Ковалентная (атомная) связь в кристаллах осуществляется между соседними атомами в результате обобществления электронов из наружных оболочек (алмаз С, сфалерит ZnS). В первом приближении длину связи можно определить, пользуясь значениями ионных радиусов. [c.16]

Атомные и ионные радиусы. Условно принимая, что атомы и ионы имеют форму шара, можно считать, что. межъядерное расстояние с/ равно сумме радиусов двух соседних частиц. Очевидно, если обе частицы одинаковы, радиус каждой равен У 2 Так, межъядерное расстояние в металлическом кристалле натрия й == 0,320 нм. Отсюда металлический атомный радиус натрия равен 0,160 нм. Межъядерное расстояние в молекуле Маа составляет 0,308 нм, т. е. ковалентный радиус атома натрия равен 0,154 нм. Таким образом, атомные радиусы одного и того же элемента зависят от типа химической связи. Величины ковалентных радиусов зависят также от порядка химической связи. Например, при одинарной, двойной и трой- [c.152]

Ковалентная (атомная) связь в кристаллах осуществляется между соседними атомами в результате обобществления электронов из наружных оболочек (алмаз С, сфалерит 2п5). В первом приближении длину связи можно определить, пользуясь значениями ионных радиусов, а энергию решетки можно вычислить по формуле Капустинского. [c.12]

Как мы видели выше, наиболее низкими температурами плавления обладают молекулярные кристаллы, так как в этих кристаллах связь между частицами, образующими решетку, наиболее слабая. Среди молекулярных кристаллов точки плавления выше 300° почти отсутствуют. Напротив, среди кристаллов, строение решетки которых обусловлено ионной или ковалентной (атомной) связью, редко встречаются точки плавления ниже 200°. В табл. 6 а приведены температуры плавления ряда солей и окислов, а в табл. 7 — температуры плавления хлоридов, расположенных по группам таблицы Д. И. Менделеева. [c.37]

Различия в типе химической связи и структуре кристаллов определяют существенное отличие физических и химических свойств ионных, атомно-ковалентных, атомно-металлических и молекулярных соединений. Так, вещества с атомно-ковалентной решеткой характеризуются высокой твердостью, а с атомно-металлической — пластичностью. Вещества с ионной и в особенности с атомно-ковалентной решеткой обладают высокой температурой плавления они нелетучи. Поскольку межмолекулярные силы слабы, вещества с одно-, двух-и трехатомными молекулами (Не, На, Оз, Оз, СОа и др.), напротив, легкоплавки, летучи, твердость их невелика. [c.137]

Оц и Оз, N2 и т. д.). В кристаллических структурах неметаллов в большинстве случаев также можно выделить отдельные группировки атомов, подобные молекулам (Ji , Р4, Аз, За). Этим структурам присуще следующее общее свойство число атомов соседей, с которым связан каждый атом в кристаллической решетке, равно валентности элементов. Так, атомы йода в кристаллах йода связаны попарно, и кристаллический йод подобно жидкому и газообразному состоит из двухатомных молекул кристалл серы построен из циклических молекул 83, в которых каждый атом серы связан с двумя ближайшими соседями. В структуре алмаза выделить какие-то группировки атомов, подобные молекулам, нельзя, тем не менее каждый атом углерода в структуре алмаза связан с четырьмя ближайшими соседями. Связь в кристаллических решетках неметаллов носит ковалентный (атомный) характер и осуществляется общими для двух связываемых атомов электронными парами. [c.108]

Атомные решетки. Кристаллы состоят из атомов, связанных ковалентными или полярными связями. [c.98]

Атомные решетки построены из атомов, связанных между собой ковалентными неполярными связями. Эти химические связи определяют геометрию кристаллов и энергию кристаллической решетки, которая характеризует прочность и устойчивость данного кристалла. Так как строение атома периодично, то, казалось бы, и строение кристаллов тоже должно быть периодичным, но это выполняется не строго, поскольку атомы могут перестраивать свои орбитали при различных степенях возбуждения и таким образом изменять свои химические связи. Это ведет к образованию различных форм кристаллов — полиморфизму или аллотропическим модификациям у данного элемента. У его электронных аналогов, находящихся в разных периодах, возможно возникновение других форм связи за счет наличия другого числа свободных орбиталей. [c.103]

Атомные (неметаллические) кристаллы с ковалентной связью между атомами. Их особенности. Координационные числа. Нарушение принципа плотной упаковки из-за направленности ковалентных связей. Некоторые особенности соединений с решетками типа сфалерита. Частицами, строящими такие кристаллы, являются атомы. Весь кристалл вещества представляет собой как бы гигантскую молекулу. Типичные представители кристаллических веществ с неполярной ковалентной связью между атомами — алмаз, кристаллические кремний и германий, а-олово, решетки которых рассмотрены выше. Кристаллический бор тоже имеет атомную неметаллическую решетку. [c.131]

Полупроводниковыми свойствами могут обладать как кристаллические вещества, так и некоторые стекла. Полупроводниковые кристаллы могут состоять из частиц, связанных ковалентной связью (германий, кремний, карборунд и др.), т. е, обладать атомной кристаллической решеткой, В настоящее время эта группа полупроводниковых материалов привлекает наибольшее внимание. Однако полупроводниковыми свойствами могут обладать в определенных условиях также и многие кристаллы с ионной или молекулярной решеткой (неорганические и органические). [c.145]

Алмаз — бесцветное кристаллическое вещество с атомной решеткой. Атомы углерода в кристаллах алмаза находятся в состоянии зр -гибридизации (см. 3.2). Они связаны прочными ковалентными неполярными связями. Каждый атом углерода в алмазе окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлениях от центра тетраэдра к его вершинам (четыре ст-связи, рис. 11.1). Все это обусловливает исключительную твердость, значительную плотность (3,5 г/см ) и другие [c.206]

Атомные (неметаллические) кристаллы с ковалентной связью между ато (ами. Частицами, строящими такие кристаллы, являются атомы. Весь кристалл вещества представляет собой как бы гигантскую молекулу. Типичные представители кристаллических веидеств с неполярной ковалентной се.язью между атомами — алмаз, кристаллические кремний и германий, а-олово. [c.162]

Атомные рефракции характеризуют поляризуемость свободных, изолированных атомов. Ковалентные рефракции отражают свойства атомов, соединенных чисто ковалентными связями в молекулах (нормальные ковалентные рефракции) или кристаллах (кристаллические ковалентные рефракции). Расчет с помощью этих величин точно соответствует опытным данным, строго говоря, только в случае простых тел или существенно ковалентных соединений, таких, например, как углеводороды, серу- или иодсодержащие органические соединения и т. п. Для неорганических веществ система ковалентных рефракций не позволяет достичь хорошего согласия с экс- [c.46]

Тип и строение кристаллической решетки определяются характером и силой взаимодействия составляющих ее атомов. Наличие прочной связи атомов в кристаллической решетке объясняется электрическим характером взаимодействия отдельных атомов между собой. При этом одни атомы теряют электроны, другие их приобретают — возникает ионная связь в другом случае электроны двух атомов становятся для них общими — возникает атомная связь (называемая также ковалентной или гомеополярной). В узлах решетки металлического кристалла находятся ион-атомы металла, а электроны уже не принадлежат какому-либо определенному атому, они свободно перемещаются в виде электронного газа. Это состояние характеризует металлическую связь. [c.11]

Металлы в твердом (и, следовательно, кристаллическом) состоянии резко отличаются по своим свойствам от таких типичных представителей элементов с ковалентной химической связью, как алмаз. Они очень хорошие проводники тепла и электричества, непрозрачны, т. е. даже в тонких слоях не пропускают видимого света. Такими свойствами наделены все металлы, что непосредственно связано с подвижностью и легкой переменой положения внешних электронов в этом классе веществ. В связи с этим имеются достаточные основания говорить о наличии электронного газа в пространстве между атомными основами в металлических кристаллах. [c.100]

Кристаллы можно классифицировать по различным признакам. Обычно принято классифицировать их по геометрической закономерности расположения частиц в пространстве. В курсе же физической химии целесообразнее в основу классификации положить различие в характере связи между структурными элементами. Кристаллические решетки бывают ионные, ковалентные (атомные), молекулярные и металлические (рис. 12). [c.37]

Ковалентные (атомные) решетки состоят из атомов. Ковалентная связь возникает между атомами, имеющими неспаренные электроны. Силы ковалентной связи весьма значительны. Рассмотрим типичную атомную решетку, характерную для алмаза. Атомы углерода могут образовать четыре ковалентные связи, направленные к четырем вершинам правильного тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. С каждым атомом углерода могут быть связаны четыре атома углерода, каждый из которых имеет еще три неспаренных электрона, способных связать три атома углерода. В результате строится трехмерная решетка, состоящая только из атомов углерода. Все связи в таком кристалле равноценны, а углы, под которыми расположены атомы, равны. Понятие молекулы здесь так же несостоятельно, как и для хлорида натрия. Символ алмаза С означает лишь совокупность 6,023 10 атомов углерода. [c.39]

Иногда связь в кристаллах носит более сложный характер и представляет собой совокупность нескольких типов взаимодействия. Например, в окиси магния существует ионная и атомная связь атомы магния связаны друг с другом ковалентными связями, а с кислородом —ионной связью. [c.70]

Различают следующие основные типы кристаллических связей металлические, ионные, ковалентные (атомные), молекулярные. При металлическом типе связи кристаллическая решетка представляет собой каркас из положительно заряженных ионов, погруженный в электронный газ , который состоит из валентных электронов. Валентные электроны принадлежат всем атомам одновременно, поэтому силы связей не имеют строгой пространственной направленности. Атомы металлов в кристаллах окружены геометрически максимально допустимым числом соседних атомов. Большая часть металлов имеет кубические гранецентрированные, кубические объемно-центрированные и гексагональные кристаллы. При наиболее плотной гексагональной упаковке (бериллий, магний) достигается наивысший коэффициент заполнения пространства (остается только 26% незаполненного пространства между атомами). Так называемая теория свободных электронов объясняет многие свойства металлов, в частности, их высокую электропроводность, механическую прочность и пластичность. Смазочные пленки из пластичных мягких металлов, нанесенные на твердую подложку (напри-- [c.56]

Атомные кристаллы состоят из нейтральных атомов, объединенных вместе ковалентными химическими связями. В структуре атомного кристалла также невозможно выделить дискретные обособленные молекулы, каждый кристалл следует рассматривать как одну гигантскую молекулу. [c.111]

Характер химических связей и свойства веществ в твердом состоянии можно понять, используя теории электростатического взаимодействия (ионные кристаллы), ковалентной химической связи (атомные кристаллы) и свободных электронов (металлические кристаллы). Метод молекулярных орбиталей в виде зонной теории по- [c.113]

Межъядерные расстояния в молекулах можно оценить разными методами, в первую очередь сравнением в рядах сходственных соединений. Часто длину связи оценивают как сумму так называемых ковалентных радиусов атомов гдв = Ra + Rb. Так как изолированных атомов в молекуле не существует, естественно, что понятие атомных радиусов является чисто эмпирическим. Разделив пополам межъядерное расстояние в гомонуклеарных двухатомных молекулах I2, ВГа, I2 и других или в кристаллах элементов С, Si и др., определяют радиусы атомов С1, Вг, I, С, Si и др. В эти величины вводят эмпирические поправки, как, например, в Rh или Rp, для лучшего согласия с опытными значениями где. Так получена система ковалентных радиусов Полинга (табл. 8). Для соединений с заметной по- [c.104]

Притяжения частиц в ионных кристаллах требуется более высокая температура. При плавлении кристаллов с атомной решеткой тепловое движение должно преодолевать силы ковалентных химических связей. Прочность их для разных веществ различна в широких пределах (табл. 40). Естественно, что кристаллы с прочными ковалентными связями обладают наиболее высокими температурами плавления. [c.205]

В структуре атомного кристалла невозможно выделить отдельные молекулы, весь кристалл можно рассматривать как одну гигантскую молекулу. Поскольку ковалентные связи весьма прочны, вещества, имеющие атомные решетки, всегда являются твердыми, тугоплавкими, малолетучими. [c.144]

Вопрос о полярности мо.пекул имеет большое значение, так как с нею связано взаимодействие между молекулами, а значит, их поведение в растворах, расплавах и кристаллах, поверхностные явления, адсорбция, сжижение газов и другие процессы. Наконец, весьма важно, что активность в спектрах поглощения и испускания молекул, интенсивность спектральных линий и полос во многом зависят от полярности химической связи. В использованном приближении МО ЛКАО полярность ковалентной химической связи отражается различием в коэффициентах при атомных волновых функциях в выражении для молекулярной орбитали [c.132]

Алмаз- бесцветное кристаллическое вещество с атомной решеткой, Атомы углерода в кристаллах алг<аза находятся в состоянии ар -гибридизации (см, 3.2), Они связаны прочными ковалентными неполярными связями. Каждый атом углерода в алмазе окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлениях от центра тетраэдра к его вершинам (четыре т-связи, ри1 . 11.1). Все это обусловливает исключительную твердость, значительную плотность (3,5 г/см ) и другие характерные свойства алмаза. Поэтому его широко применяют для резки стекла, бурения горных пород и шлифования особо твердых материалов. Алмаз плохо проводит теплоту и практически не проводит электрический ток. Образцы его в чистом виде сильно пр>еломляют свет (светятся). Поэтому из алмазов детают украшения (бриллианты). [c.247]

Различия в типе химической связи кристаллов определяют существенное отличие физических и химических свойств вещества с ионной, атомноковалентной, атомно-металлической и Структура льда. Каждая молекулярной решеткой (см. табл. 12). связана с Так, вещества с атомно-ковалентной [c.119]

Химическая связь в Ш-нитридах имеет смешанный ионно-ковалентный тип. Эффекты зарядовой поляризации (в направлении М Н, где М = В, А1, Оа, 1п), обеспечиваюцще ионную составляющую связи, можно проследить на рис. 1.4, где приводятся контуры распределения зарядовой плотности (р) вдоль линии связи М— К, а также карты изоэлектронных контуров в х2-плоскости кристаллов. Общее представление о характере изменения ионности связи в ряду ВК -> АЫ -> ОаК 1п позволяют составить данные табл. 1.2, где суммированы величны эффективных атомных зарядов (схеме анализа Малликена и методом интегрирования р в атомных сферах [47]. В целом расчеты фиксируют значительную долю ковалентной составляющей связей М—Н существенные различия в двух схемах определения вклада ионной составляющей отражают известные трудности корректного расчета эффективных зарядов [c.14]

Кроме перечисленных выше методов, дающих непосредств. информацию о геометрич. параметрах молекул (кристаллов), широко примен. т. и. косвенные методы — электронный парамагнитный резонанс, инфракрасная спектроскопия, комбинационного рассеяния спектроскопия, масс-спектрометрия и т. д. Эти методы позволяют определять тип симметрии молекулы, первичную структуру (т. е. порядок соединения атомов) и век-рые геом. параметры на основе эмпирич. корреляц. соотношений, предварительно установленных и проверенных для большого числа соед. известного строения. Для определения структуры в-в наряду с экспериментальными примен. разл. расчетно-теоретич. методы, в частности квантовохямические. Для грубых оценок геометрии молекулярных систем часто рассчитывают длины связей исходя из ионных и ковалентных атомных радиусов их усредненные значения, найденные путём анализа большого числа эксперим. данных, а также типичные величины валентных углов табулированы. [c.549]

Размеры ионов являются определяющими при выборе октаэдрического или тетраэдрического окружения, но на этот выбор влияет также наличие ковалентной составляющей связи с гибридизацией атомных орбиталей катиона (например, Psp — для октаэдрических пустот или sp — для тетраэдрических), а иногда и стабилизирующего поля лигандов — анионов (см. разд. 10). Если размеры катионов и анионов примерно одинаковы, то решетку кристалла можно рассматривать как суперпозицию двух подрешеток ионов. Например, решетка s l — это наложение двух простейших кубических подрешеток ионов s+ и ионов С1 , результатом чего является формирование объемно центрированной кубической решетки s l с КЧ = 8 (ионы С1 в вершинах куба и ион s+ в центре этого куба, либо наоборот). [c.75]

Агрегатное состояние ионных веществ при обычной температуре—твердое, кристаллическое. Вследствие того, что электростатическое взаимодействие между ионами очень велико, а также потому, что между всеми ионами в кристаллической решетке действуют силы одного порядка, ионы укладываются в решетку с образованием максимально возможной плотной структуры. В связи с этим ионные кристаллы имеют высокие температуры плавления и большую твердость. Например, температура плавления NaF равна 992°, а твердость по минералогической шкале составляет 3,5. Обычно ионы в решетках касаются друг друга и их координационные числа равны 3, 4, 6, 8. Вещества с ковалентной химической связью бывают в разных агрегатных состояниях. В твердом состоянии такие вещества могут давать кристаллические решетки двух классов атомные и молекулярные. В атомных решетках вершины заняты атомами, в молекулярных—отдельными молекулами данного вещества. Атомную решетку могут иметь не только простые вещества, как, например, углерод (решетка алмаза), но и некоторые соединения, например ZnS, uBr, AgJ. При обычных условиях ковалентные вещества находятся большей частью в жидком (например, бром) или газообразном состоянии (например, хлористый водород). [c.50]

Обычно кристаллы образуются при охлаждении жидкостей или расплавов, при перенасыщении растворенным веществом холодных или горячих растворов, при конденсации газообразных и сублими- рованных веществ и в процессе перекристаллизации. Для образования кристалла необходимо, чтобы составляющие его частицы расположились в определенном, строго ориентированном порядке, т. е. чтобы эти структурные элементы образовали первичную кристаллическую ячейку, или так называемый центр кристаллизации. В дальнейшем, если первичная ячейка будет окружена средой, содержащей кристаллизирующееся вещество, и если для выделения его в кристаллическом виде созданы соответствующие условия (определенные температура и концентрация), то эта ячейка увеличи--вается в размерах, т. е. кристалл растет. При изменении условий, благоприятствующих кристаллизации, кристалл распадается. Образование как первичной кристаллической ячейки, так и всего кристалла в целом является следствием действия сил взаимного притяжения и отталкивания между составляющими кристалл частицами. К этим силам, или, как их еще называют, видам химической связи относят ионную, ковалентную или атомную связи, ван дерваальсовы, или молекулярные, силы и металлическую связь. Чаще всего взаимное упорядоченное расположение частиц, составляющих кристалл, осуществляется при помощи одного из перечисленных видов связи. Однако известны случаи, когда в строении кристалла одновременно находятся структурные элементы, в кото рых принимает участие несколько видов связи. [c.131]

При взаимодействии атомов между ними возникает химическая связь, в результате которой могут образовываться молекулы, ноны или кристаллы. Теория строения атомов объясняет механизм образования молекул и природу химической связи. Важнейшими видами химической связи являются ионная (электро алент-ная), ковалентная (атомная), донорно-акцепторная, водородная и металлическая. В данном учебном пособии рассматриваются ионная и ковалентная связи. [c.14]

В атомных решетках атомы связаны за счет ковалентной или металлической связи. Примерами веществ с атомно-ковалентной решеткой являются алмаз, диоксид кремния SiOj. Строение ковалентных кристаллов можно 0б7 .ЯСИИТЬ представлением о направленности [c.101]

Пластичность металлов также объясняется специфическими свойствами металлической связи. При мехаиическом воздействии на твердое тело отдельные слои его кристаллической решетки смещаются отиосительнс друг друга. В кристаллах с атомной структурой это приводит к разрыву ковалентных связей между атомами, принадлежащими различным слоям, и кристалл разрущается. В кристаллах с ионной структурой при взаимном смещении слоев неизбежно создается такое положение, при котором рядом оказы-вйются одноименно заряженные ионы при этом возникают силы Е ле.- лростатнческого отталкивания и кристалл также разрушается. В случае же металла при смещении отдельных с. юев его кристаллической решетки происходит лишь некоторое перераспределение электронного газа, связывающего друг с другом атомы металла, но разрыва химических сг,язей не происходит—металл деформируется, пе разрушаясь. [c.534]

Атомная кристаллическая решетка в своих узлах содержит атомы многовалентных элементов, которые связаны друг с друго.м прочными ковалентными связями.. 4томной кристаллической решеткой характеризуется небольшой круг веществ — это элементарные и некоторые сложные вешества, образованные атомами углерода, кремния, германия, бора.. 4томным кристаллам свойственны очень большая твердость, мал ит летучесть, очень высокая темиература илавления. [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология