Химическая связь в твердых телах

Рассмотренные в этой главе типы химической связи в твердых телах систематизированы в табл. 14-3. Ионные, или электростатические, связи, а также ковалентные связи характеризуются энергией связи порядка 400 кДж моль Металлические связи могут иметь различную прочность, однако она сопоставима с прочностью ионных и ковалентных связей. Водородные связи намного слабее энергия связи между атомами О и Н до- [c.639]

Исследования химической связи в твердых телах современными физическими и физико-химическими методами приводят к выводу о том, что межатомная связь в твердых неорганических веществах неоднозначна. Как и для молекул, межатомная связь в координационных кристаллах, за исключением металлов и металлидов, имеет ковалентный характер. Однако вследствие различных значений ОЭО партнеров ковалентная связь подвергается поляризации, т.е. электронное облако смещается в сторону более электроотрицательного атома. В результате на ковалентность накладывается определенная доля ионности. Поляризация приводит к полярной ковалентной связи. Кроме того, уже при температуре, немного отличной от абсолютного нуля, существует вероятность распада электронной пары, ответственной за ковалентную связь. Эта вероятность растет пропорционально температуре. А распад электронной пары означает начало металлизации связи, [c.97]

Химические связи в твердых телах [2, т 1, с 639] представлены в таблице 1-5 [c.69]

Книга рассчитана на широкий круг химиков и физиков — научных работников, преподавателей вузов, аспирантов и студентов старших курсов, занимающихся квантовой химией или химической связью в твердых телах. Она может быть также использована как учебное пособие при изучении курсов химическая связь и строение молекул , химия твердого тела , физическая химия полупроводников . и т. п. [c.304]

Химическая связь в твердых телах [c.76]

В предыдущем разделе упоминалось о четырех возможных механизмах диффузии в твердых телах. Выбор этих механизмов проводится как на основе теоретических оценок, так и при помощи экспериментальных исследований. С помощью представлений о природе химической связи в твердых телах была проведена оценка величины энергии самодиффузии меди для различных механизмов блужданий. Такие расчеты дали для обменного механизма значение 240 ккал/моль (кДж/моль), для движения по междоузлиям 250 ккал/моль (кДж/моль), для циклического обмена четырех атомов 70 ккал/моль (кДж/моль) и для вакансионного 64 ккал/моль (кДж/моль). Опытное значение энергии активации при самодиффузии меди составляет около 50 ккал/моль [c.200]

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ [c.9]

Следует иметь в виду, что перечисленные типы химической связи в твердых телах почти всегда встречаются не в чистом виде, а в различных сочетаниях. Например, в графите наряду с ковалентной связью между атомами углерода проявляется и молекулярная. Графит имеет слоистую структуру, в которой плоскости связаны молекулярными силами и легко смещаются относительно друг друга. Именно благодаря этому свойству графит используется в карандашах и в качестве смазки. [c.165]

Исследования химической связи в твердых телах современными физико-химическими и физическими методами приводят к выводу [c.132]

Сравнение ионов внутренней и внешней обкладок показывает их существенное различие первые характеризуются химической определенностью (это — ионы, образующие данную решетку или изоморфные с ней) и прочно связаны с каркасом решетки химическими связями. Ионы внешней обкладки могут быть любыми по своей природе, поскольку кулоновские силы не специфичны, и единственным требованием является условие равенства абсолютных величин зарядов в обоих обкладках, иначе говоря, условие электронейтральности всей системы в целом . Энергия взаимодействия этих ионов с твердой фазой оказывается значительно меньше, чем энергия химических связей в твердых телах. Она имеет порядок единиц ккал/моль, а следовательно, по уравнению (IX. 31) противоионы обладают значительной подвижностью. Они непрерывно обмениваются с ионами, находящимися в растворе и, если раствор содержит несколько компонентов, заряженных одинаково, то нет причины ожидать, что освободившееся место во внешней обкладке займет такой же ион, а не ион другого вида (с зарядом того же знака). [c.183]

Химическая связь в твердом теле с координационной структурой может быть хорошо описана с позиций ММО. Если при описании простых молекул методы ВС и МО могут быть использованы одинаково широко, то образование твердых тел нельзя интерпретировать методом ВС. Здесь наиболее очевидны преимущества ММО. В рамках этого метода химическая связь между партнерами может осуществляться не только при парно-электронных (валентных) взаимодействиях, но и при образовании "невалентных" орбитальных связей. В кристаллах, образо- [c.188]

Кинетика и механизм любых реакций с участием твердых тел значительно сложнее кинетики и механизма аналогичных гомогенных реакций. Это вызвано, в первую очередь, включением поверхностных явлений, которые мы понимаем значительно хуже объемных явлений. Серьезным препятствием является также значительно меньшая изученность природы химических связей в твердых телах и особенно на их поверхности. [c.11]

Книга посвящена новой и актуальной области науки — теории химической связи в твердых телах, которая впервые трактуется как один из разделов общей квантовой химии. В ней рассматривается влияние характера химической связи на особенности электронной (зонной) структуры и прослежены аналогии между химической связью в молекулах и твердых телах. Дано краткое изложение основ квантовой химии и зонной теории твердого тела, рассмотрен характер химической связи и электронное строение для простейших типов твердых тел ковалентных кристаллов элементов IV группы и других полупроводников. [c.415]

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ в ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ [c.11]

Вполне понятно, что изучение электронного строения системы в общем, безотносительно к строению связей между атомами и их возможному изменению, позволяет дополнительно упростить задачу и ее решения. Так, при изучении некоторых физических свойств твердого тела можно отвлечься от конкретного характера связей (перекрывание орбиталей, обмен) между его атомами (учитывая их посредством параметров) и, используя только коллективные свойства кристалла (симметрию трансляции), получить ряд искомых результатов. Такой подход, естественно, неприемлем в квантовой химии твердого тела. С другой стороны, при изучении химических связей в твердых телах иногда можно ограничиться рассмотрением локальных свойств в кристалле, аппроксимируя его коллективные свойства некоторыми параметрами. Очевидно, что эти два подхода тесно связаны между собой. [c.8]

Одним из средств исследования химической связи в твердом теле является изучение структуры рентгеновских спектров испускания и поглощения, точнее, тех спектральных серий, которые дают информацию об энергетическом спектре и состояниях электронов валентной полосы либо зоны проводимости. Изучение сил связи в нитридах тугоплавких металлов интересно не только для теории конденсированного состояния, но и для практических задач разработки новых высокопрочных неорганических материалов. Нитриды переходных металлов I короткого периода сочетают ряд физических свойств, характерных как для веществ металлического типа (высокая электро- и теплопроводность, слабый парамагнетизм, зачастую сверхпроводимость, металлический блеск), так и для неметаллических веществ (высокая твердость и температура плавления, хрупкость). [c.134]

Важным обстоятельством, обеспечивающим плодотворное взаимное влияние физики и химии полупроводников, оказалась возможность суждения о природе химической связи в твердых телах на основании результатов исследований электрических свойств (электропроводности а области собственной проводимости, ширины запрещенной зоны, механизма рассеяния носителей тока и т. д.). [c.6]

Все изложенное подтверждает основные положения проблемы химической связи в твердом теле, которая должна решаться комплексно с привлечением различных экспериментальных методов и глубокого теоретического анализа. Это тем более важно, так как проблема химической связи в полупроводниках является центральным звеном в цепи вопросов химии и физики этих веществ [7, 8]. [c.104]

В четвертой и пятой главах на конкретных примерах обсуждаются область применимости и возмол<ности молекулярных моделей кристаллов в теории химической связи в твердых телах и теории точечных дефектов в кристаллах. [c.4]

Химические связи в твердых телах ковалентные, ионные и металлические. [c.114]

Значительно более молодым является второе направление, отправляющееся от квантово-химической теории химических связей в твердых телах различных классов и в комплексных соединениях. Основой этого направления является теория кристаллического поля лигандов. С каждым годом делается очевиднее тонкий и многообразный химизм катализа. Решающую роль в нем играют конкретные индивидуальные активные формы и разнообразные формы химических связей. Как правило, ими оказываются неклассические формы. Их реакционная способность определяет протекание отдельных стадий каталитического процесса. В названной теории содержатся необходимые, хотя пока очень мало развитые, предпосылки для понимания таких процессов. Есть все основания возлагать большие надежды на дальнейшее развитие этого направления, несмотря на встречающиеся большие расчетные трудности. [c.36]

Предлагаемое издание является первым учебником по курсу физической химии вяжущих материалов. В нем рассматриваются физико-химические процессы, протекающие при измельчении материалов и термическом превращении сырьевых смесей, излагаются представления о химических связях в твердых телах, элементы химической термодинамики, химического равновесия, элементы теории кинетики гетерогенных реакций, химических процессов ми-нералообразования клинкера, физико-химические основы процессов гидратации цемента, коррозии цементного камня. [c.3]

Химическая связь в твердом теле с координационной структурой может быть хорошо описана с позиций ММО. Если при описании простых молекул методы ВС и МО могут быть использованы одинаково широко, то образование твердых тел нельзя интерпретировать методом ВС. Здесь наиболее очевидны преимущества ММО. В рамках этого метода химическая связь между партнерами может осуществляться не только при парноэлектронных (валентных) взаимодействиях, но и при образовании невалентных орбитальных связей. В кристаллах, образовапиых с участием таких связей, электроны делокализованы или в части системы, охватывающей несколько атомов, или во всем кристалле. Например, при образовании металлических кристаллов наблюдаются большие координационные числа (как правило, 8 и 12). В то же время количества валентных электронов в металлах явно недостаточно для образования такого числа парно-электронных связей. При этом химическая связь осуществляется за счет обслуживания электроном большого числа структурных единиц (атомов). Химическая связь такого типа называется многоцентровой связью с дефицитом электронов. Таким образом, в отличие от валентных соединений здесь нельзя выделить отдельные связи, попарно соединяющие между собой соседние атомы. Хотя атомы связаны в устойчивую систему, между ними не существует классически понимаемых химических связей. Специфика взаимодействия большого количества частиц состоит в том, что при образовании ансамбля нрн сближении частиц и их взаимном влиянии друг на друга происходит расщепление атомных орбиталей. На рис. 127 показано расщепление орбиталей щелочного металла, валентный элеткрон которого находится на rts-уровне. [c.307]

Вопрос о взаимосвязи двух подходов разрабатывался автором (см. гл. 6). Попытка объединения идей физики и механики разрушения в теории прочности полимеров была сделана также Салгаником [4.87—4.90]. Так, в физике разрушения и кинетической концепции Журкова (см. гл. 2) считается, что разрыв химических связей в твердом теле происходит под действием тепловых флуктуаций. При этом используются представления классической физики и средняя энергия тепловых флуктуаций принимается равной кТ. Между тем это не всегда справедливо из-за квантовых эффектов, которые начинают проявляться при температурах порядка дебаевской до = Нуо1к = [c.101]

Физика разрушения твердых тел на первое место при рассмотрении механизма прочности выдвигает тепловое движение. По Журкову [2.5, 2.6, 5.1], тепловое движение, мерой которого служит температура, является основным фактором, определяющим кинетику разрушения твердых тел. Роль теплового движения отмечалась Смекалем [1.3], Регелем [5.2], Гул ем - с сотр. [2.3] и автором монографии [5.3], причем Журков, Регель и др. считали ведущим процессом разрушения термофлуктуационный разрьгв химических связей в твердых телах, а Гуль — разрыв межмолекулярных связей в полимерах, [c.105]

Теория химической связи в твердом теле еще недостаточно разработана. Кроме того, за исключением небольшой книги автора (А. А. Левин. Квантовая хилгия ковалентных кристаллов . М., Знание , 1970), нет книг, специально посвященных химической связи в кристаллах, так что опыт канонического нзло кения теории не успел еще выработаться. Ясно поэтому, что данная книга в определениоц мере отражает интерес . и точку зрения автора- [c.4]

Использование представлений о взаимосвязи симметрии, сил химической связи в твердом теле и облика кристаллов позволяет дать качественную трактовку возможности появления неизометрических форм. [c.195]

Инертные газы снижают температуру полиморфного превращения a- -кварца (по X. Форестье и др. [206, 207]). Это может быть объяснено, если допустить проникание инертного газа внутрь кристалла. Это допущение соответствует взглядам В. Вейля, считающего, что адсорбированные иа поверхности кристалла газы даже химически недеятельны [208]. Такие газы, как азот или инертные видоизменяют электронную структуру поверхностных атомов, тем самым значительно воздействуют на химические связи в твердых телах. [c.99]

Модель КРЭЯ является таким расчетным методом в теории химической связи в твердых телах, который применим для различных систем, в том числе и тогда, когда нет прямой аналогии между кристаллом и молекулой в характере распределения электронной плотности (двухатомная молекула Na l и соответствующий кристалл каменной соли, например). [c.228]

Напомним, что акад. А. Ф. Иоффе еще более 20 лет назад называл учет периодической структуры кристалла лишь математическим приемом, облегчающим вычисления , акцентируя внимание на влиянии атомной структуры полупроводника на его свойства. Модель КРЭЯ можно считать математическим приемом , позволяющим при описании химической связи в твердых телах (валентная зона) ввести молекулярную модель, не иска- [c.228]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология