Энергия связи в ионных кристаллах

Химическая связь - это вид межатомных взаимодействий в молекулах, ионах, кристаллах, характеризуемый определенной энергией, обусловливающих существование двух- и многоатомных соединений. К основным характеристикам химической связи, дающим информацию о геометрическом строении (структуре) молекулы и ее прочности, относятся длина связи, валентный угол и энергия связи. [c.61]

Основной вклад в энергию связи ионных кристаллов дает электростатическая энергия (первых две строки в списке), наименьший ( 1-2%) — притяжение Ван-дер-Ваальса. Если обозначить энергию взаимодействия между ионами i и j через Uij, то полная [c.62]

Величина Оме определяется энергией связи иона в металле, а значит, и тем, в какой точке кристалла (ребро, грань, угол) разряжается ион. Следовательно, особенностью процессов электрокристаллизации как раз и является то, что кристаллизационные факторы определяют скорость (или энергию активации) самого акта разряда. [c.333]

Имеются и другие вклады в энергию связи ионных кристаллов, которые следует учитывать при точных расчетах, однако в первом приближении можно считать, что сила притяжения имеет чисто электростатическую природу и что она уравновешивается [c.220]

Следует отметить, что Борну и Майеру [И] удалось объяснить энергии связи ионных кристаллов на основе такого экспоненциального отталкивания. [c.84]

В этой же таблице указаны опытные значопия, полученные из определения теплоты сублимации. Сравнение результатов с данными для энергии решеток ионных кристаллов (см. табл. 23 на стр. 176) еще раз показывает, насколько слабы силы связи в молекулярных кристаллах. [c.208]

Рассмотрим роль гидратации в процессе растворения ионного кристалла. Энергию связи ионов в кристалле характери- [c.177]

Рассмотрим роль гидратации в процессе растворения ионногО кристалла. Энергию связи ионов в кристалле характеризуют величиной энергии кристаллической решетки, которая представляет собой энергию образования кристаллической решетки из идеальных ионных газов. [c.147]

Молекулярные кристаллы (метан, иод, аргон и т. п.) характеризуются малой энергией решетки. Так, для аргона она равна (на моль) всего 7,52 Дж. Образование водородных связей (кристаллы льда) увеличивает энергию решетки (для воды — льда она составляет 4,18 кДж/моль). Кристаллы металлов гораздо прочнее энергия решетки никеля равна 422,18 кДж/моль. Еще выше энергия решетки кристаллов с ковалентной связью атомов так, для алмаза она достигает 710,6 кДж/моль. Того же порядка значения энергии решетки ионных кристаллов (для хлорида натрия 773,3 кДж/моль). [c.275]

Энергию связи в кристалле характеризуют положительной величиной, называемой энергией кристаллической решетки э. к.р. Это —энергия, необходимая для разделения кристалла на невзаимодействующие структурные единицы, т. е. для превращения его в разреженный газ из атомов, молекул или ионов [c.180]

Энергия связи ионного соединения, находящегося в твердом состоянии, характеризуется энергией его кристаллической решетки, т. е. энергией образования одного моля кристалла из изолированных ионов, например N3+ и СГ. [c.79]

Сопоставление уравнения (111.87) для расчета энергии связи в ионной молекуле и уравнения (1У.13) для расчета энергии кристаллической решетки показывает, что если пренебречь сравнительно небольшим изменением Го при переходе газообразных молекул в кристалл, то можно считать, что энергия образования кристалла из ионов в а раз превышает энергию образования соответствующего числа ионных молекул. Как видно из табл. 24, коэффициенты Маделунга больше единицы. Поэтому образование кристалла из ионных молекул сопровождается выделением значительного количества энергии и, наоборот, превращение кристалла в газ (состоящий из молекул), т. е. его сублимация, требует большой затраты энергии. Поэтому ионные кристаллы имеют высокие температуры плавления и большие теплоты сублимации. [c.271]

Эффект Ребиндера проявляется особенно сильно при контакте твердых тел с жидкостями, которые близки к данным твердым телам по своей молекулярной природе. Так, резкое снижение прочности и пластичности металлов происходит при контакте с определенными металлическими расплавами у материалов с ионным типом связи (ионные кристаллы, стекла)—в присутствии воды и расплавов солей у молекулярных кристаллов органических соединений (нафталин, уротропин и т. д.)—при контакте с неполярными и малополярными органическими жидкостями [121]. Связь между снижением свободной поверхностной энергии твердого тела и сродством твердого тела и жидкой среды подтверждена в ряде случаев прямыми экспериментами. Например, для плоскости спайности монокристалла нафталина при контакте с бензолом межфаз-ная свободная поверхностная энергия мала (10 мДж/м ), тогда как в присутствии воды она составляет 60 мДж/м — столько же, [c.86]

Ионные связи. Так называемая энергия кристаллической решетки— это мера энергии связи ионов в кристалле. Измерить ее сложнее, чем энергию ковалентной связи. В действительности ее обычно вычисляют на основе какой-нибудь модели. [c.113]

Твердые вещества, при растворении которых в воде и других полярных растворителях, образуются электролиты, являются, как правило, кристаллическими телами, имеющими ионные или близкие к ионным решетки. В чисто ионных решетках не существует молекул вещества, и кристалл любой величины можно рассматривать как одну огромную молекулу. Ионы противоположных знаков, составляющие такую решетку, связаны между собой большими электростатическими силами. При переходе ионов Е раствор, энергии электростатического взаимодействия ионов в решетке противопоставляется энергия взаимодействия ионов с дипольными молекулами растворителя, который втягивает ионы решетки в раствор. При этом ионы окружаются молекулами растворителя, образующими вокруг иона сольватную (в частном случае — гидратную) оболочку. Энергия взаимодействия ионов различных знаков, перешедших в раствор и окруженных сольватными оболочками, уменьшается по сравнению с энергией их взаимодействия в решетке (при равных расстояниях г между ионами) обратно пропорционально диэлектрической проницаемости растворителя О в соответствии с законом Кулона [c.391]

Рассмотрим ионный кристалл полупроводника МР, состоящий из однозарядных катионов М+ и анионов Р . Электропроводность такого кристалла связана с тем, что часть электронов, обладающая повышенной энергией, делокализуется и может свободно перемещаться по кристаллу. В свете элементарных химических представлений это значит, что электрон переходит от аниона к катиону с образованием в двух соседних узлах кристаллической решетки двух нейтральных атомов [c.453]

Примером вещества с атомной решеткой является алмаз. Его кристаллическая решетка состоит из атомов углерода, каждый из которых связан ковалентными связями с четырьмя соседними атомами, размещающимися вокруг него в вершинах правильной трехгранной пирамиды — тетраэдра. Поскольку ковалентная связь образуется в результате перекрывания орбиталей соединяющихся атомов, которые имеют вполне определенную форму и ориентацию в пространстве, то ковалентная связь является строго направленной (в отличие от ионной связи). Этим, а также высокой прочностью ковалентной связи объясняется тот факт, что кристаллы, образованные атомами, имеют высокую твердость и совершенно непластичны, так как любая деформация вызывает разрушение ковалентной связи (например, у алмаза). Учитывая, что любые изменения, связанные с разрушением ковалентной связи в кристаллах (плавление, испарение), совершаются с большой затратой энергии, можно ожидать, что у таких кристаллов температуры плавления и кипения высоки, а летучесть очень мала (например, у алмаза температура плавления составляет 3500 °С, а температура кипения —4200 °С). [c.42]

Неквантовые определения основаны на анализе взаимодействий ионов, рассматриваемых как жесткие сферы, заряды которых рав- Ы ионным зарядам. Энергия связи между такими ионами кр определяется электростатическим (кулоновским) взаимодействием — путем суммирования произведений энергий взаимодействия одного иона со всеми ионами кристалла на число пар таких ионов в грамм-молекуле кристалла [c.13]

У ионных кристаллов (рис. 1.9, 6 решетка построена из чередующихся ионов с противоположными зарядами, связь между которыми осуществляется за счет сил электростатического взаимодействия — кулоновских сил. Хотя энергия связи в решетке этого типа такая же, что и у атомного [составляет (8 — 12) X X 10 кДж/моль], прочность тел с этой структурой значительно ниже, так как в них связь рассеянная , ненаправленная. Поэтому, представители кристаллов такого типа хотя и обладают большой прочностью, высокой температурой плавления, малой летучестью, низкими тепло- и электропроводностями, но хорошо растворяются в полярных растворителях. Таковы неорганические соли и большинство минералов. [c.37]

Металлические кристаллы (рис. 1.9, в) состоят из положительно заряженных ионов — катионов, между которыми размещаются покинувшие свои атомы электроны — так называемый электронный газ. Природа связи в этих кристаллах обусловлена электростатическим взаимодействием катионов с электронным газом. Энергия связи в решетке металлического типа на порядок меньше, чем в решетке вышерассмотренных типов и составляет 80— 120 кДж/моль. Поэтому их представители обладают меньшей твердостью, более низкой температурой плавления и большей летучестью, чем тела с рассмотренными типами структуры. Наличие свободных электронов в решетках металлического типа обуславливает высокую тепло- и электропроводность, а также — характерную для металлов пластичность (ковкость). Представителями кристаллов металлического типа являются исключительно металлы. [c.37]

Как показывают термодинамические и модельные расчеты, энергия взаимодействия катионов и анионов с дипольными молекулами растворителя (энергия сольватации) во многих случаях оказывается достаточной для того, чтобы компенсировать энергию электростатического взаимодействия ионов в ионных кристаллах (энергию кристаллической решетки) или энергию ковалентной связи атомов в таких молекулах, как НС1 илн НВг. В результате растворы электролитов являются устойчивыми ионными системами, содержащими сольватированные катионы и анионы. [c.75]

При повышении температуры увеличивается интенсивность колебаний атомов (молекул, ионов) в кристаллической решетке. Когда их кинетическая энергия достигнет значения, достаточного для разрыва связей в кристалле, кристалл разрушается — [c.121]

Энергия решетки характеризует силу взаимодействия между ионами, которая удерживает их в кристаллической решетке. Чем выше Д//кр, тем сильнее связаны ионы между собой. Большим значениям Д//кр обычно соответствуют высокие температуры и энтальпии плавления, так как чем прочнее кристаллическая решетка, тем больше теплоты нужно затратить на ее разрушение при плавлении. Так, для LiF и Nal (прочность связей в кристалле фторида лития выше) стандартная энергия решетки ДЯ°кр соответственно равна 1029 и 694 кДж/моль, а температура плавления составляет 870 и 651 °С. [c.213]

Энергетика ионных кристаллов. Поскольку во многих неорганических веществах химическая связь между частицами близка к ионной, этот тип кристаллических решеток представляет особый интерес для неорганической химии. Большое значение имеет величина энергии кристаллической решетки измеряемая работой, которую необходимо совершить для удаления составляющих кристалл ионов на бесконечно большое расстояние друг от друга. Эту величину обычно относят к грамм-молекуле вещества. [c.265]

Выражение, соответствующее случаю регулярного раствора, может быть получено и для кристаллов с ионной связью, причем параметр Q может быть выражен через индивидуальные характеристики ионов. Рассмотрение энтальпии смещения гомовалент-ных твердых растворов замещения как изменения энергии связи ионного кристалла в зависимости от межатомного расстояния (с условием выполнения правила Вегарда) с последующим разложением в ряд Тейлора по параметру AR/R в пренебрежении членами порядка выше 2 дает формулу [c.181]

Адсорбция поверхностно активных веществ на поликристаллических металлических электродах находится в зависимости от поверхностной энергии на отдельных гранях кристаллов и поверхностной энергии на ребрах и вершинах кристаллов. По мнению Лангмьюра, каждый поверхностный атом металла служит адсорбционным центром, способным поверхностной энергией связать ион, атом или молекулу адсорбируемого вещества. [c.103]

Таким образом, необходимо подчеркнуть, что характ(зр химического взаимодействия коренным образом меняется при переходе от газообразных молекул к кристаллическому твердому телу, что прежде всего отрам ается на энергии связи в различных агрегатных состояниях. Энергии связи в рядах однотипных соединений как для газообразных молекул, так и для кристаллов изменяются закономерно. На рис. 24, а, б показано изменение энергии связи в рядах галогенидов щелочных металлов для газообразных молекул и кристаллов. Отметим три основные закономерности во-первых, энергия связи уменьшается при увеличении атомного номера элементов во-вторых, энергия связи в кристалле всегда выше, чем в соответствующей молекуле в-третьих, энергия диссоциации по гомолитическому механизму и для молекул и для кристаллов ниже, чем по гетеролытическо-му. Следовательно, при нагревании эти соединения распадаются на атомы, а не на ионы. Отмеченные закономерности универсальны и сохраняются для соединений с различным характером взаимодействия и типом свя зи. [c.58]

Ионы Li+ (атомные остовы), имеющие электронную структуру расположены по узлам объемноцентрированной кубической решетки. Известно, что радиус иона Li+ составляет О, 68 А. Длина связи Li—Li в молекуле Lia в газе равна 2,674 А, а в кристалле лития расстояние между ближайшими соседями составляет 3,03 А. Однако увеличенную длину связи в кристалле по сравнению с молекулой нельзя рассматривать как признак более слабой связи. Энергия связи в кристалле равна 39 ккал1молъ, а в молекулярном газе эта энергия составляет 13 ккал1молъ. Металлическая связь осуществляется через электроны, образующие газ почти свободных электронов (так называемые электроны проводимости). Атом в решетке, таким образом, связан даже сильнее, чем в молекуле. [c.198]

Роль ребер кристаллов в катализе обсуждалась Швабом и Питчем[ °] в их теории адлинеации . Важное значение ребер и углов при адсорбции могкно оценить из работы Странского[ ], рассчитавшего энергию связи иона в разных положениях на решетке типа хлористого натрия. Результаты приведены в табл. 52. [c.462]

Квантовомеханическое исследование процесса взаимодействия молекулы гзза с поверхностью кристалла показывает, что в зависимости от вида молекулы и кристаллической решетки такое взаимодействие может быть различным как по характеру образующейся связи и прочности ее, так и по изменению свойств молекулы в адсорбированном состоянии. В образовании связи могут принимать участие электроны или дырки кристаллической решетки ( 55). Связь может образоваться не только за счет имевшихся свободных валентностей поверхностных атомов, но и за счет валентностей, возникаюш,их при взаимодействии поверхностных атомов с молекулой газа. В хемосорбированном состоянии молекула может вновь оказаться в валентно насыщенном состоянии или перейти в состояние радикала или в ионо-радикальную форму. Во многих случаях за время пребывания молекулы в хемосорбированном состоянии может изменяться характер связи ее с поверхностью кристалла, состояние ее и энергия связи. Для полупроводниковых адсорбентов введение донорных или акцепторных примесей, вызывая изменение в соотношении энергетических уровней электронов в кристалле, может влиять ыа характер хемосорбционных процессов. Подобное же влияние могут оказывать и различные структурные дефекты поверхности. [c.371]

Вычислите энергию ионной связи н кристалле Na I пи известной энергии кристаллической решетки. [c.122]

Заметим, что в выражении (Х.7) изменение энтальпии АЯ>0, следовательно, это выражение относится, собственно, к эндотермическим реакциям, в которых образование новых молекул, новых химических связей происходит за счет энергии, подводимой извне, например при увеличении давления и при нагревании. При этом энтропийный член уравнения (Х.7) возрастает, и, если температура достаточно велика, то достигается неравенство 7 А5>АЯ. При этом А/ <0, т. е. процесс идет самопроизвольно. Так, реакции восстановления водородом фторидов, бромидов и хлоридов металлов типа ШРб + ЗН2= Ш+6НР являются эндотермическими реакциями. При повышении температуры величина АР для реакции восстановления всех галидов понижается и для многих из них уже при 500 К становится меньше нуля (рис. 48). Благодаря этому уже ниже 300 К наблюдается образование металлического вольфрама на поверхности таких металлов как медь и никель (или ионных кристаллов, вроде флюорита и фторида лития, а также атомных кристаллов типа алмаза) при восстановлении гексафто- [c.148]

Энергия ионной связи. С ионными молекулами химику приходится встречаться nt сравненно реже, чем с частицами, где атомы свя- заны ковалентной связью. Как мы увидим ниже (см. ip. 254), в ионных кристаллах не существует отдельных молекул. Е5 большинстве растворов ионных соединений также нет их молекул, поскольку при растворении в полярных растворителях (вода, спирты и т. п.) ионные соединения полностью диссоциируют, а в неполярных ( I4, gHe и т. п.) они обычно нерастворимы. [c.203]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология