Объяснение физических свойств по ионной модели

Уже в 1931 г. Фогт [170], анализируя изменения магнитной восприимчивости в системе Рс1—Н в зависимости от состава (см. рис. 5.10) пришел к выводу, что атомы водорода отдают атомам палладия свои валентные электроны. Возникающие таким образом протоны проникают в электронную оболочку атомов палладия (подобно тому, как это имеет место в случае галоидоводородов), образуя ионы РёН" , которые могут относительно легко отщеплять протоны. Этот факт, по мнению Фогта, объясняет наблюдаемую ранее [35] миграцию водорода в направлении катода во время электролиза насыщенных водородом палладиевых стержней. Мотт и Джонс [109] в 1936 г. на основании зонной теории объяснили исчезновение парамагнитных свойств палладия [160] для состава Рс1Но,55 частичным (55%) заполнением дырок в 4й-оболочке палладия электронами от атомов водорода. Такая металлизация водорода в кристаллической решетке металла получила объяснение в работе Уббелоде [168], подкрепляющей теоретические исследования Вигнера и Хантингтона 183]. Они показали, что при расширении кристаллической решетки металла, за счет растворения им водорода, должно действовать своеобразное внутреннее давление, достаточно большое для того, чтобы быть причиной металлизации водорода. Для объяснения физических свойств гидридов переходных металлов многие исследователи и до сих пор используют эту модель образования гидридов за счет растворения водорода в металле. Одним из главных аргументов в пользу этой модели является расширение (дилатация) кристаллической решетки переходного металла по мере растворения в нем водорода. Давно известно, что плотность гидридов щелочных и щелочноземельных металлов, в которых водород находится в виде аниона Н , больше плотности исходных металлов [6, 138] и, следовательно, расстояния между атомами металла в этих гидридах меньше. Этот критерий выяснения типа химической связи в гидриде по его плотности, подробно был рассмотрен только в 1948 г., когда Диалер [39] показал, что образование ионного гидрида может сопровождаться как уменьшением, так и увеличением постоянной решетки. Например, в случае гидрида церия, потребность в пространстве у иона Н больше, чем увеличение объема за счет ионизации атомов церия, и, следовательно, образование гидрида церия СеНг солеобразного типа должно сопровождаться увеличением решетки. То же самое наблюдается и для гидридов других переходных металлов. [c.165]

Объяснение физических свойств по ионной модели [c.142]

В гл. 1 мы качественно рассмотрели природу сил, связывающих атомы и ионы в твердых телах, однако многие физические и химические свойства твердых тел можно понять только после более глубокого изучения электронного строения и природы сил связи в твердом теле. Одна из главных задач любой теории твердого тела состоит в том, чтобы объяснить, почему твердые тела могут принадлежать столь различным по свойствам классам, как диэлектрики и металлы (которые по электропроводности могут отличаться в 10 раз ). В первых теориях твердого тела рассматривалась модель свободного электрона, согласно которой валентные электроны могут свободно двигаться по всему объему твердого тела, У этой модели были определенные достоинства, но и существенные недостатки, и среди них отсутствие удовлетворительного объяснения факта существования диэлектриков и полупроводников, свойства которых удалось объяснить лишь позднее с позиций квантовой теории. Мы начнем с краткого знакомства с природой сил связи в молекулах, а затем перейдем к твердому телу. [c.30]

В предыдущих разд. 3 и 4 простые модели химической связи— электростатическая для ионных соединений и ковалентная для молекулярных соединений — применялись для объяснения физических и химических свойств соединений. В этом разделе рассмотрена связь между структурой и свойствами твердых веществ, как ионных, так и ковалентных. Кристаллические вещества с преимущественно ионными связями, например оксид магния, имеющий структуру Na l, и кристаллические вещества с чисто ковалентными связями, например алмаз с sp -гибридизацией каждого атома углерода (рис. 5.1), оказываются похожими по своим физическим свойствам. Эти кристаллические вещества — плотные, механически прочные, не проводят электрический ток, имеют весьма высокие температуры плавления (для MgO 2852 °С, для алмаза 3550 °С) и нерастворимы в большинстве растворителей. Заметное различие между твердыми веществами этих двух типов состоит в том, что ионные соединения могут растворяться в жидкостях с высокой диэлектрической проницаемостью, например в воде, а полученные растворы, как и расплавы ионных соединений, проводят электрический ток, что не присуще самим твердым веществам с ионной структурой. [c.132]

Только позже, когда теория Косселя — Магнуса была дополнена поляризационными представлениями, учитывающими эффекты деформации, т. е. когда твердые несжимаемые сферически симметричные ионы Косселя были заменены моделями атомов и ионов, электронные оболочки которых способны деформироваться полями соседних ионов или дипольных молекул при их взаимодействии, — появилось в ряде случаев соответствие между опытом и теорией. Модифицированные представления о ионах, учитывающие поляризацию [1—3, 19—22] их, сыграли несомненную роль в нахождении и объяснении зависимостей между химическими и физическими свойствами комплексных соединений. [c.12]

Указанные особенности координационной связи приводят к колоссальному многообразию структурных типов молекул координационных соединений, а также кристаллических структур твердые тел. Природа сил, обусловливающих координационную связь, лучше и правильнее всего описывается с помощью теории МО. Однако ввиду сложности структуры молекул и ионов координационных соединений прямые расчеты не всегда возможны или требуют при их проведении многих упрощающих допущений (см. раздел 6.4). Поэтому для объяснения или предсказания ряда свойств координационных соединений нередко целесообразно использовать теоретические построения, основанные на упрощенной физической модели структуры. Такой приближенной теорией в химии координационных соединений является теория кристаллического поля, которая будет рассмотрена в последующих разделах этой главы. [c.166]

Радиусы ионов особенно важны для предсказания и объяснения свойств различных веществ в твердом, жидком и растворенном состояниях. Если кристалл состоит из различных ионов, то межъядерное расстояние в нем можно рассматривать как сумму двух ионных радиусов. Однако, ввиду невозможности создания кристалла из ионов одного вида, невозможно строго разделить это расстояние на два радиуса. Для такого деления необходимо принять ту или иную физическую модель. [c.121]