Ковалентная связь переход к металлической связи

Для твердых тел чаще более характерны смешанные виды связи. Известно, что ионная и ковалентная связи, а также ковалентная и металлическая не имеют резкого разграничения и может наблюдаться переход от одного вида связи к другому. Так, упрочнение металла в результате пластической деформации и легирования объясняется превращением металлической связи в ковалентную. При деформации в металлах появляются области высокой прочности и малой пластичности, приближающиеся по своим свойствам к типичным веществам, обладающим ковалентной связью (алмазу). [c.10]

Металлические и металлоподобные соединения. Порошки титана, циркония и гафния поглощают водород, кислород и азот. При этом растворенные неметаллы переходят в атомарное состояние и принимают участие в образовании химической связи. Наряду с сильно делокализованной (металлической) возникает локализованная (ковалентная) связь. Благодаря этому система приобретает повышенную твердость и хрупкость. Способность Т1, Zг и Н1 поглощать газы используется для получения глубокого вакуума, удаления газов из сплав эв и т. д. [c.531]

При прямом взаимодействии азота и фосфора со многими металлами и неметаллами образуются нитриды и фосфиды. В зависимости от полярности связи Е—X можно наблюдать переходы от связей ионного типа к ковалентным или к металлическому типу связи (X=N, Р). При этом происходят переходы между тремя основными типами соединений меняются также химические свойства соединений. [c.533]

Поверхность катализатора обладает меньшим сродством к электрону адсорбирующегося атома или молекулы, как, например, хемосорбция кислорода на металлической поверхности. В этом случае возникает ковалентная связь за счет перехода свободных электронов из металла к кислороду (то есть кислород является окислителем). [c.94]

В таблице видно, что при данном среднем значении главного квантового числа валентных электронов ширина запрещенной зоны растет С ростом разности электроотрицательности ДЭО элементов в соединении. При и > 5 связи переходят в металлические и ДЕ 0. Уменьшение п приводит к упрочнению ковалентных и ионно-ковалентных связей, Д сильно возрастает и становится больше 5 эв при п —2. При [c.254]

Сопоставление температур плавления и кипения углерода и его аналогов показывает, что они изменяются противоположным образом по сравнению с температурами плавления и кипения элементов главных подгрупп VII, VI и V групп периодической системы. Забегая вперед, можно отметить, что в главных подгруппах III, II и I групп так же, как и в подгруппе углерода, температуры плавления закономерно уменьшаются при переходе от легких аналогов к тяжелым. Не следует, однако, делать поспешного вывода о том, что у элементов I—IV групп металлические свойства ослабевают сверху вниз. Последовательное нарастание металлических свойств при переходе от легких элементов к тяжелым остается непреложным правилом для всех элементов главных подгрупп периодической системы Д. И. Менделеева. Падение температур плавления и кипения при переходе от углерода к свинцу отражает закономерное ослабление межатомных связей в кристаллических решетках простых веш,еств по мере уменьшения степени ковалентности связи и увеличения размеров атомов. [c.94]

Возникновение металлической электропроводности можно объяснить за счет образования ковалентных связей между тремя Зй-электронами атома ванадия и тремя 2р-электронами атома азота, а два электрона 45-подуровня ванадия могут при этом переходить в состояние электронов проводимости ввиду увеличения разрыва между энергетическими уровнями [c.96]

Ковалентные нитриды образуют в основном металлы ША-груп-пы. Внутри группы элементов-аналогов ири переходе к более тяжелым металлам на доминирующий ковалентный тип связи все в большей мере накладывается металлическая связь. Так, в ряду A1N, GaN и InN увеличивается металлизация связи, что сказывается на уменьшении ширины запрещенной зоны и росте электрической проводимости. [c.268]

Металлические кристаллы отличаются от всех остальных кристаллов высокой пластичностью, электрической проводимостью и теплопроводностью. Эти свойства, а также и многие другие обусловлены особым видом связи между атомами металла — металлической связью. Она возникает между атомами металлов в результате их сближения за счет перекрытия внешних орбиталей. Эта связь не является ковалентной неполярной связью, так как электроны не фиксируются между двумя атомами, а переходят в состояние проводимости и могут принадлежать всем атомам данного кристалла и даже куска металла, содержащего громадное количество кристаллических зерен. Эти мигрирующие электроны, или обобщенные электроны, — электроны проводимости (свободные электроны или электронный газ) — и осуществляют ненаправленную связь между остовами атомов в кристаллической решетке металлов (подробнее о возникновении связи см. гл. 10). [c.108]

В кристаллах с ковалентной связью между атомами наиболее устойчивы структуры, в которых атомы располагаются в соответствии с направлением валентных связей или незначительно отклоняясь от этого направления, хотя такие структуры и не отвечают плотным упаковкам. Если бы в них нарушились валентные связи при переходе к плотной упаковке, то потребовалась- бы значительная затрата энергии, не компенсируемая за счет образования плотной упаковки с большим координационным числом. Таким образом, наиболее плотная упаковка последовательнее всего осуществляется в кристаллах с металлическими и ионными связями, где действуют ненаправленные силы. Если между частицами действуют направленные силы ковалентной, водородной или междипольной связей, то возрастание плотности упаковки повышает устойчивость кристалла только до тех пор, пока не начнут заметно изменяться направления валентных связей, для чего требуется большая затрата энергии. [c.132]

Если радиусы атомов кремния и металла близки, то при небольшом содержании кремния образуются металлические структуры, построенные по типу замещения. При заметном различии радиусов и большом количестве кремния образуются сложные структуры, характеризующиеся прочными ковалентными связями между атомами кремния, часто с полупроводниковыми свойствами. Однако многие из них имеют высокую электропроводность и способность переходить в сверхпроводящее состояние. [c.325]

Движущей силой этой реакции является переход металлического натрия и молекул хлора на более низкий энергетический уровень вследствие образования ионной связи. Процесс образования хлорида натрия экзотермичен. Такая картина происхождения ионной связи оказалась более плодотворной, чем простая идея о стремлении атомов приобрести конфигурацию благородного газа. Ионное соединение не образуется, если его энергетический уровень выше, чем у исходных элементов. Такие элементы соединяются друг с другом с помощью ковалентных связей. [c.82]

Кристаллические решетки элементарных веществ подгруппы 1ПА. Типичные для металлов кристаллические решетки имеют алюминий (К-12) и таллий (Г-12). Последний прн нагревании выше 262° С превращается в р-таллий с решеткой типа К-8. Индий имеет гранецентрированную тетрагональную решетку. У бора сложная неметаллическая решетка с прочными ковалентными связями между атомами (тетрагональная ячейка), вследствие чего температура плавления бора очень высока. У галлия очень сложная ромбическая решетка. Атомы галлия имеют по одному соседнему на наиболее близком расстоянии (0,244 нм), по два — на расстоянии 0,271 нм и еще по два — в смежных слоях на расстоянии 0,274 нм. При плавлении атомы, бывшие в ближайшем составе, переходят в расплав в виде молекул Саг, причем плотность увеличивается до 6,095 г/см . Таким образом, кристаллическая решетка галлия — переходная от металлической к молекулярной, вследствие чего температура плавления галлия очень низка (29,8° С). [c.348]

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ, хим. связь, обусловленная взаимод. электронного газа (валентные электроны) в металлах с остовом положительно заряженных ионов кристаллич. решетки. Идеальная модель М.с. отвечает образованию частично заполненных валентными электронами металла зон энергетич. уровней (см. Твердое тело), наз. зонами проводимости. При сближении атомов, образующих металл, атомные орбитали валентных электронов переходят в орбитали, делокализованные по кристаллич. решетке аналогично делокализованным п-орбиталям сопряженных соединений. Количественно описать М.с. можно только в рамках квантовой механики, качественно образование М. с. можно понять исходя из представлений о ковалентной связи. [c.41]

Полинг [1] придерживается точки зрения, согласно которой между металлическими и обычными ковалентными связя.ми пет существенного различия (впервые эту мысль высказал Го,)ьд-шмидт в 1928 г.). Однако в металлических кристаллах и отличие от обычных кристаллов с ковалентными связями, а1С правило, реализуются очень высокие координационные числа. Более того, в таких металлах, как натрий, для образования 8+6 связей в ОЦК-структуре доступны только четыре орбитали (одна 5 и три р). Полинг предположил, что в образовании связей участвуют все или большинство внешних электронов атома, включая -электроны в с/гучае переходных металлов, п что существует особый тип резонанса (см. ниже). Из этнх положений следует, что кратность связи и валентность могут б ,иь дробными величинами. Уменьшение размеров атомов в ряду К, Са, 5с, Т1, V (аналогично от КЬ к МЬ и от Сз к Та) и примерное постоянство размеров атомов для элемента V— ТИ групп в каждом ряду переходных металлов объясняется следующим образом. При переходе от К к V происходят увеличение числа связывающих электронов от 1 до 5 и постепенный рост числа ковалентных связей, участвующих в резонансе, и, следовательно, монотонное уменьшение межатомных расстояний. Далее предполагается, что у атомов элементов от Сг до N1 в связывании участвуют не все девять имеющихся орбиталей (одна а, три р и пять с1), а лишь 5,78 из них являются устойчивыми сиязываюнти.ми 5р -орбпталями, еще имеются 2,44 атомной несвязывающей ( /-орбиталн, а оставшиеся 0,78 металлической орбитали обеспечивают несинхронный резонанс между отдельными валентными связями. Эти значения былн вычислены из магнитной восприимчивости (при насыщении) ферромагнит1н. железа, кобальта и никеля. Электронные структуры Полинга для ряда металлов приведены в табл. 29.6. У атомов Сг, А л и Ре число -электронов меньше, чем число орбиталей, так что спаривания спинов не происходит. Одиако у атома Со на 3,12 [c.459]

При малых отношениях S/Me связь между атомами серы и металла носит смешанный ионно-металлический характер и осуществляется преимущественно коллективизированными электронами. С увеличением отношения S/Me появляется и возрастает ковалентная связь между атомами серы в тем большей степени, чем меньше донорная способность атома переходного металла, т. е. чем больше локализация его валентных электронов и меньше доля валентных электронов, переходящих в нелокализованное состояние. При этом ослабляется связь между атомами металла и серы и обособляются структурные элементы из атомов металлов от структурных элементов из атомов серы. Соответственно происходит переход от металлической проводимости при малых отношениях S/Me к полупроводниковой при больших отношениях S/Me (когда обособление групп из атомов серы приводит к образованию энергетической щели). Таким образом, переход от преимущественно металлических к преимущественно полупроводниковым свойствам происходит для сульфидов металлов с высокой донор-ной способностью при больших отношениях S/Me, чем для переходных металлов с малой донорной способностью (табл. 2). По мере уменьшения донорной способности переходного металла и роста обособления электронных конфигураций атомов металла и серы понижается температура плавления сульфидов, а также их твердость. Так, если твердость преимущественно металлического моносульфида титана TiS равна 500—600 кГ/мм-, то для полупроводникового M0S2 она составляет всего 30—40 кГ/мм . Одновременно повышается термо-э. д. с. (с 3—4 до 120 мкв/град) и на порядок снижается теплопроводность. [c.12]

Как в случае ионных кристаллов, так и в этом случае можно получить выражение для сжимаемости путем двукратного ди-ференцирования выражения для энергии (уравнение 10, гл. XIV). Если проделать это, то получается неудовлетворительное совпадение с экспериментальными данными. Объясняется это частично тем, что экспериментальные величины получены при комнатных температурах в то же время имеются указания на то, что величины, полученные таким образом, могут довольно значительно отличаться от величин, соответствующих абсолютному нулю. Но, во всяком случае, относительно небольшие изменения в выражении для энергии могут настолько сильно изменить вычисленную величину сжимаемости, что последняя не имеет существенного значения с точки зрения приведенного расчета. При введении поправок, необходимых для получения правильных величин сжимаемости, величина А , необходимая для приведения теоретически вычисленных величин энергий в соответствие с экспериментально найденными, несколько меняется, и совпадение, какое имеет место у различных щелочных металлов, становится несколько менее точным. Тем не менее, общая картина и допущение, что А1 имеет нормальную величину, практически одинаковую для всех щелочных металлов, повидимому, вполне удовлетворительны. Небольшие расхождения выявляются в случае щелочноземельных металлов, а у металлов более высокой валентности отклонения от металлического характера возрастают, и в конце концов наблюдается полный переход металлических связей в атомные или ковалентные. Некоторые из элементов, расположенных вправо от [c.372]

При образовании бериллидов металлов подгруппы меди у атомов бериллия вновь проявляется стремление к образованию электронных sp -конфигураций и соответственно — структурных элементов из атомов бериллия в решетках бериллидов. Это обусловлено наличием свободного s -электрона металлов, сравнительно легко передаваемого атомам бериллия. Поэтому медь легко образует бериллиды СиВе, uBej и СиВез, характеризующиеся нарастающим усложнением мотива атомов бериллия в кристаллических решетках. Более легкая отдача электрона атомом серебра содействует образованию ковалентных связей между атомами бериллия и смещает содержание бериллия в соответствующих бериллидах в сторону более высоких значений. Еще большее число бериллидных фаз образует золото. Для щелочноземельных металлов электронные переходы можно представить схемой ds s sp. В связи с повышением стабильности d-состояний с ростом главного квантового числа при переходе от кальция к стронцию, барик> и радию равновесие d s sp резко смещается в направлении образования конфигурации d-электронов, соответственно резко возрастают металлические свойства этих элементов. Характер химической связи в бериллидах редкоземельных металлов аналогичен связи в бериллидах щелочноземельных металлов вследствие близких потенциалов ионизации н наличия спаренных внешних s-электронов для всех лантаноидов. [c.182]

Возможность постепенного перехода металлической связи в ковалентную можно представлять как по-являющуюся большую вероятность нахождения электронов в общем владении у определенных пар атомов металла, при этом, естественно, нарушается равная вероятность нахождения электронов в междуатомном пространстве (которая характерна для чисто металлической связи). Типичным представителем смешанной связи (металлической и ковалентной) служит, например, графит, у которого по двум координатам имеется коп-залентная связь, но сами плоскости взаимодействуют на основе металлической связи. Чисто металлическая [c.22]

В больших периодах переход от ионных нитридов к ковалентным осуществляется через металлоподобные нитриды d-элементов, у которых наблюдается наложение ионной, ковалеппшй и металлической связи. Благодаря участию в связях между атомами металлов и азота s- р- и d-электронов химическая связь в таких нитридах очень прочна. Они имеют сложный состав, не отвечающий обычным валентностям (TiN, Ti N, raN, rN и др.). Это, как правило, туго-плав1 ие нитриды. Они обладают высокой твердостью, электро- и теплопроводностью, химической стойкостью к действию воды и кислот при комнатной температуре. [c.308]

Некоторые элементарные металлоиды отличаются полупроводниковыми свойствами. Эти свойства обусловлены особым состоянием электронов в кристаллической решетке полупроводников. Каждый атом металлоида в кристалле связан с другими атомами ковалентной связью. В кристаллах полупроводников валентные электроны закреплены в атомах непрочно и под влиянием нагревания или облучения могут, возбуждаясь, отрываться от связываемых ими атомов и свободными уходить в междуузлия решетки. Наличие свободных электронов в кристаллах металлоидов сообщает им некоторую электронную проводимость. При переходе электрона в свободное состояние у данного атома остается свободная орбиталь или так называемая д ы р к а . Эта дырка может заполниться при перескоке валентного электрона соседнего атома, в котором тогда возникает новая дырка. Если при наложении электрического поля свободные электроны будут передвигаться к положительному полюсу, то дырки будут передвигаться к отрицательному полюсу. Это передвижение дырок, равносильное передвижению положительных зарядов, сообщает кристаллам металлоидов еще так называемую дырочную проводимость. В совершенно чистом полупроводнике в каждый данный момент число дырок равно числу свободных электронов. Однако вследствие того, что подвижности электронов и дырок различны, значения электронной (п) и дырочной (р) проводимости в общей электропроводности чистого металлоида (значение которой очень невелико) не равны друг другу. Соотношение между числами свободных электронов и дырок в кристалле металлоида можно изменить, если в металлоид ввести даже очень незначительную примесь другого металлоида или, наоборот, металла. Пол у проводимость отличается от обычной металлической электропроводности не только своей малой величиной. Она увеличивается с повышением температуры и сильно зависит от освещения полупроводника. Наиболее же существенным признаком полупрово-димости является крайняя чувствительность к наличию примесей даже в самых ничтожных количествах. [c.44]

Таким образом, простые соединения металлических элементов разделяются на три группы соли, кислотообразовате-ли и интерметаллиды. Между этими группами соединений нет резких границ, а существует постепенный переход. Им соответствуют и три типа связи солевому типу — ионная связь, кислотообразующему — ковалентная и интерметаллид-ному — металлическая связь. В соединениях промежуточного типа и связи имеют промежуточный характер. [c.8]

Было показано, что металл связан ковалентной связью, а обе формы не переходят друг в друга, т. е. эти вещества не способны переходить в кетонную форму Ri—СО— HNa—Rj, в которой геометрическая изомерия пропадает. Таким образом, таутомерия здесь отсутствует. В то же время металлические производные дифенил-пропиомезнтнлена обнаруживают двойственную реакционную способность. Например, при действии хлордиметилового эфира получаются как С-, так и О-производные [c.273]

Полинг предполагает, что образование связей в переходных металлах обусловлено электронами в с1-, з- и ]0-состояниях, а не только электронами в -состоянии. Одни лишь -орбитали недостаточны для образования связи, и только гибридизация между й-, 5- и р-ор-биталями может привести к очень стабильным гибридным орбиталям. С этой точки зрения в IV периоде для образования связи пригодны одна 45-, три 4р- и пять 3 /-орбиталей и при полном их использовании связь может осуществляться девятью орбиталями. Если бы для связи использовались все девять возможных орбита-лей, то при переходе от К к Си следовало бы ожидать непрерывного увеличения прочности связи. Однако максимум прочности решетки достигается у хрома, а далее прочность уменьшается по направлению к никелю. Это привело Полинга к предположению, что только некоторые -орбитали пригодны для образования металлической связи, С учеюм магнитных свойств принимается, что для образования металлической связи из пяти -орбиталей пригодны только 2,56. Остальные 2,44 -орбитали являются атомными орбиталями. Электроны на атомных -орбиталях связаны с ядром атома и не участвуют в образовании металлической связи. Электроны связывающих -орбиталей полностью отделены от атома и коллективизированы в системе электронов кристалла. В свою очередь, атомные -орбитали, содержащие электроны с неспаренными спинами, обусловливают магнитные свойства металлов. Таким образом, Полинг различает связывающие -электроны, которые участвуют в ковалентных связях между соседними атомами кристалла и обеспечивают силы сцепления в металле и атомные -электроны, ответственные за парамагнетизм. Связывающие электроны описываются гибридными 5р-функциями, атомные же — просто -функциями. [c.148]

Как ВИДНО ИЗ этой таблицы, атомы элементов подгруппы углерода характеризуются одинаковым стремлением к потере и присоединению электронов (п. 3). Неметаллические свойства (присоединение электронов) выражены слабее, чем у элементов подгруппы азота (п. 4). Элементы образуют соединения главным образом с ковалентной связью. При переходе от СН4 к РЬН4 характер ковалентной связи мало меняется (п. 4). С ростом радиуса атома (п, 5) способность к присоединению электронов падает, а отдача электронов усиливается. Поэтому С и 81 — неметаллы, а у Ое, 5п и РЬ преобладают металлические свойства. Ростом стремления к отдаче электронов нужно объяснить большую устойчивость соединений элементов с кислородом в ряду СО2 — РЬОз по сравнению с устойчивостью кислородных соединений элементов подгруппы азота. [c.175]

Ионные каркасные структуры, как ионные островные, цепочечные и слоистые, могут давать постоянные переходы к координационным структурам в зависимости от заряда и размера внешних ионов [7]. Изложенная классификация в значительной степени условна так, берилл, относимый к основным структурам, можно считать и координационным, поскольку расстояния в пределах шестичленного кольца [5 б018] не очень резко отличаются,от всех прочих. Тот же берилл мы можем считать каркасным, если Ве-тетраэдрам приписать ту-же роль, что и 81-тетраэдрам. В структуре мышьяка слоистость выражена особенно четко, поскольку ковалентным связям внутри слоя с расстоянием между атомами в слое 2,51 А противостоят ван-дер-ваальсовы связи между слоями с расстоянием между атомами соседних слоев 3,15 А. При переходе от мышьяка к висмуту, относящемуся к тому же структурному типу, доля металлической связи в межслоевом взаимодействии растет, и поэтому разница между расстояниями обоих типов становится не столь резкой (3,10 и 3,47 А). Это дает основание считать структуру висмута не слоистой, а координационной. [c.58]

Смотреть страницы где упоминается термин Ковалентная связь переход к металлической связи: [c.126] [c.184] [c.459] [c.13] [c.125] [c.191] [c.160] [c.174] [c.216] [c.105] [c.360] [c.205] [c.67] [c.333] [c.353] [c.287] [c.48] [c.448]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология