Молекулярно-ионные кристаллы

По строению вещества Молекула, молекулярная или атомная решетка Ионный кристалл (ионная кристаллическая решетка) Кристалл металла (металлическая решетка) [c.57]

Исследованиями ученых многих стран установлено, что к соединениям переменного состава относятся не только оксиды, но н субоксиды, халькогениды, силициды, бориды, фосфиды, нитриды, многие другие еорганические вещества, а также органические высокомолекулярные соединения. Во всех случаях, когда сложное вещество имеет молекулярную структуру, оно представляет собой соединение постоянного состава с целочисленными стехиометриче-скими индексами. Некоторые ионные кристаллы и даже атомные кристаллы и металлы могут также подчиняться законам стехиометрии. Но в случае немолекулярных кристаллов, как отмечает Б. Ф. Ормонт, уже не молекула, а фаза т. е. коллектив из Л/о (числа Авогадро) атомов, определяет свойства кристаллической решетки . Он предлагает для подобных веществ расширить формулировку закона постоянства состава Если... в твердом агрегатном состоянии соединение не имеет молекулярной структуры, то в зависимости от строения атомов и вытекающего отсюда строения фазы и характера химической связи в ней состав соединения и его свойства могут сильно зависеть от путей синтеза. Даже при одном и том же составе свойства могут сильно зависеть от условий образования . Б. Ф. Ормонт подчеркнул необходимость исследования зависимости условия образования—состав — строение — свойства,— направленного. на установление связи между условиями образования, химическим и фазовым составом системы, химическим составом и строением отдельных фаз и их свойствами. Нетрудно заметить, что добавление к обычной формуле, закона постоянства состава слов состав срединения зависит от условий его образования ,— лишает закон постоянства состава его смысла. В то же время указание на важность изучения в связи с проблемой стехиометрии не только состава, но и строения твердых веществ представляется очень существенным. [c.165]

Наряду с геометрической характеристикой кристаллических решеток важное значение имеет классификация их структуры по химическому составу, соотношению компонентов в химической формуле —соединения типа МХ(1—1), М2Х(1—1), МХг(2—1), МХз(3—1), взаимной координации частиц (цепные и сложные координационные решетки). Особенно широкое распространение получил классификация по виду химической связи между атомно-молекулярными частицами кристалла. По этому признаку кристаллические решетки подразделяются на ионные, ковалентные, молекулярные , металлические и промежуточные между ними. [c.142]

При взаимодействии атомов между ними может возникать химическая связь, приводящая к образованию устойчивой многоатомной системы — молекулы, молекулярного иона, кристалла. Чем прочнее химическая связь, тем больше энергии нужно затратить для ее разрыва поэтому энергия разрыва связи служит мерой ее прочности. Энергия разрыва связи всегда положительна Б противном случае химическая связь самопроизвольно разрывалась бы с выделением энергии. Из этого следует, что при образовании химической связи энергия всегда выделяется за счег уменьшения потенциальной энергии системы взаимодействующих электронов и ядер . Поэтому потенциальная энергия образующейся частицы (молекулы, кристалла) всегда меньше, чем суммарная потенциальная энергия исходных свободных атомов. Таким образом, условием образования химической связи является уменьшение потенциальной энергии системы взаимодействующих атомов. [c.115]

К. Молекулярно-ионные кристаллы [c.500]

Кристалл соли представляет собой наиболее устойчивое образование из положительных и отрицательных зарядов, в котором ион каждого типа как можно дальше удален от других ионов с зарядами такого же знака. Расплавить соль - это значит расстроить такое идеальное расположение зарядов и позволить взаимно отталкивающимся ионам время от времени сближаться друг с другом, когда они перемещаются один возле другого. Для того чтобы разрушить устойчивую структуру ионного кристалла, необходимо затратить достаточно большую энергию, и поэтому температуры плавления солей значительно выше, чем у молекулярных кристаллов. [c.37]

Соли имеют более высокие температуры плавления и кипения, чем молекулярные вещества, потому что для разрущения их устойчивой кристаллической решетки необходима большая тепловая энергия еще большая тепловая энергия требуется для того, чтобы заставить положительные и отрицательные ионы обобществить свои электроны и объединиться в нейтральные молекулы, способные перейти в газовую фазу. Однако многие соли хорошо растворяются в воде, поскольку притяжение со стороны полярных молекул воды позволяет компенсировать притяжение между ионами кристалла. Ионы, окруженные в растворе полярными молекулами воды, называются гидратированными. Бензин и другие неполярные жидкости неспособны растворять соли, поскольку они не гидратируют ионы (точнее, не сольватируют их, так как в этом случае растворителем является не вода). [c.54]

Молекулярные кристаллы Ковалентные каркасные кристаллы Me таллинские кристаллы Ионные кристаллы [c.639]

Все эти особенности структуры силикатных кристаллов приводят к тому, что хотя ионы и содержатся в них, однако структура кристалла в отличие от типичных ионных кристаллов определяется здесь силикатным или алюмо-силикатным скелетом, связи в котором являются преимущественно ковалентными. Этим объясняются высокие температуры плавления силикатов и их нелетучесть. Это же приводит к свойственной некоторым силикатам способности легко обменивать ионы одних металлов на ионы других. Так, некоторые природные цеолиты или искусственно приготовляемые силикаты при взаимодействии с водными растворами солей могут частично обменивать содержащиеся в них катионы на катионы, имеющиеся в растворе. При этом обязательным условием является, чтобы размеры этих ионов не различались значительно. Так, ионы натрия Ыа" (радиус 1,05 А) легко обмениваются на ионы кальция Са + (радиус 0,95 А) в соотношении 2 1, причем сохраняется нейтральность кристалла в целом. Искусственные цеолиты используются также в качестве адсорбентов молекулярные сита, см. стр. 373).. [c.135]

Из отдельных закономерностей отметим, что в молекулярных кристаллах неполярных веществ точка плавления в общем повышается с увеличением размера молекулы, хотя и не всегда плавно. С увеличением полярности молекул, а в особенности с образованием водородной связи в кристаллах, точка плавления повышается. Ионные кристаллы, состоящие из двухзарядных ионов, обладают более высокой точкой плавления, чем кристаллы, состоящие из однозарядных 5о 450 -вв 50 ионов. 0 , [c.151]

Что касается молекулярных твердых соединений, а также таких атомных веществ, как ионные кристаллы, то многие из них по известным нам причинам подчиняются классическим законам стехиометрии. Главный из них — закон постоянства состава, в сущности, сводится к тому, что для получения данного вещества все способы пригодны, поскольку приводят к получению вещества одного и того же состава. [c.241]

По природе входящих в состав кристалла частиц и по типу химической связи кристаллические решетки подразделяются на молекулярные, ионные, атомные (ковалентные) и металлические. В узлах молекулярных решеток располагаются молекулы вещества. Вещества, имеющие молекулярные решетки, обычно имеют низкие температуры плавления и кипения, высокое давление насыщенного пара. К такого типа веществам относятся, например, твердые Нг, О2, N2, галогены, СО2, все благородные газы (хотя они одноатомны) и многие органические вещества. Кристаллические Аг и Ь имеют одинаковые решетки (рис. 4.4). Координационное число для атома аргона равно 12. Связь между частицами в решетке осуществляется силами Ван-дер-Ваальса. [c.161]

Состояние химических систем (как и любых других систем) может изменяться. Такие изменения называются процессами. Понятие процесса является одним из наиболее фундаментальных понятий для физической химии. Следует подчеркнуть, что строение и свойства химических систем проявляются именно в изменениях состояний систем. С химической точки зрения особый интерес представляют такие процессы, в которых происходит глубокая перестройка электронных состояний, сопровождаемая перегруппировкой ядер, так что из одних устойчивых одно- или многоатомных частиц образуются другие. В многокомпонентной макроскопической системе эти процессы приводят к химическому превраш,ению, в результате которого некоторые химические соединения — исходные веш,ества, или реагенты, превращаются в другие химические соединения — продукты. Химическую природу имеют также и многие другие явления, происходящие в химической системе, такие, как растворение, испарение ковалентных и ионных кристаллов и др., так как они также сопровождаются существенной перестройкой электронных оболочек. Как правило, химические превращения сопровождаются процессами, которые принято относить к области молекулярной физики переносом вещества и зарядов, переносом энергии термического возбуждения (теплоты) и др. [c.186]

Ионные кристаллы со сложными частицами — радикалами — в узлах решетки представляют собой как бы первые стадии перехода от ионных решеток к молекулярным. [c.122]

Атом в связанном состоянии уже частично теряет в своей химической индивидуальности так, при образовании химических связей с другими атомами он теряет часть своих валентных электронов (они, например, переходят на молекулярные орбитали в ковалентных молекулах, отходят к другим атомам в ионных кристаллах или обобщаются в металлических сплавах). [c.48]

Сольватация. Взаимодействие между молекулами и ионами растворяемого вещества и молекулами растворителя (сольватация) может состоять из нескольких процессов, протекающих последовательно или одновременно молекулярной диссоциации, образования сольватов, ионизации и электролитической диссоциации. В зависимости от типа растворяющихся веществ число стадий может изменяться. Так, в случае ионных кристаллов стадии образования сольватов и электролитическая диссоциация совмещены. [c.153]

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]

IV. 4.4. Энергия решетки молекулярных и ионных кристаллов [c.180]

Какие элементы образуют с водородом летучие молекулярные соединения и какие — ионные кристаллы [c.214]

Одноэлектронный вариант. Единственный электрон атома А, посаженного на поверхность, уже не является его собственностьк), а принадлежит всей системе (рис. 39,/). Электрон атома А затягивается в решетку, его облако деформировано, что и обусловливает связь между А и кристаллом—одноэлектронная связь типа молекулярного иона (непрочная связь). [c.162]

В обычных условиях отверденания всегда имеется вероятность образования из одних и тех же структурных единиц множества почти и совершенно энергетически равноценных вариантов состава и структуры, потому что отвердевание всегда идет при некотором пересыщении. Поэтому, чтобы воспроизвести избранный нами состав и соответствующую ему структуру, т. е. получить именно избранное нами индивидуальное твердое вещество, а не какое-нибудь другое, хотя бы очень близкое ему по составу и строению, мы не можем воспользоваться ни фазовыми, ни известными химическими превращениями, так как этими путями можно получать только ряды подобных друг другу, но не тождественных твердых веществ, в частности несовершенных молекулярных, ионных и некоторых атомных кристаллов. [c.190]

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ — взаимодействие между атомами, обусловлива-ющее образование устойчивой многоатомной системы (молекулы, радикала, молекулярного иона, комплекса, кристалла и др.). Все химические превращения сопровождаются разрушением химической связи. X. с. возникает вследствие кулоновского притяжения между ядрами и электронным зарядом, распределение которого обусловлено динамикой поведения электронов и подлежит квантовомеханическим законам. Электронный заряд многоатомной системы возникает нри обобществлении атомных электронов. Различают ионную (гетерополяр-ную, электровалентную), ковалентную (гомеополярную, атомную) и металлическую X. с. X. с. н зыз 1ЮТионной, если она возникает вследствие практически полного перехода электронов с орбитали одного атома на орбиталь другого. Например, во время реакции натрия с хлором атомы натрия теряют, а атомы хлора присоединяют по одному электрону, превращаясь в ионы Ыа+ и С1 (электронный заряд локализован на атомах). Если ионная связь возникает между ионами и полярными (дипольными) молекулами, то ее называют ионно-ди-10 8-149 [c.273]

Экспериментальные и расчетные данные показывают, что наряду с известными очень слабыми электролитами, характеризующимися большим положительным значением рК, растворы которых содержат очень мало ионов и очень много недиссоциированных молекул, могут быть электролиты с отрицательными величинами рК, т. е. с константами много больше единицы. Растворы таких электролитов содержат очень мало молекул и очень много ионов. В растворах тех и других электролитов существует равновесие между ионами и недиссоциированными незаряженными частицами. Однако обнаружить малое число непроводящих частиц — молекул на фоне большого числа ионов значительно труднее, чем обнаружить малое число ионов в присутствии большого избытка молекул. Поэтому казалось, что первые не подчиняются закону действия масс. Неприложимость закона действия масс усугублялась еще сильным электролитическим взаимодействием между ионами (см. гл. П1), Естественно, что подобные электролиты были выделены в особый класс — сильных электролитов. Выделение класса сильных электролитов в свое время и было сделано именно вследствие неприложимости к их диссоциации в водных растворах закона действия масс, а также вследствие установления для большинства из них ионной кристаллической решетки. Однако образование этими веществами иониой кристаллической решетки в твердом состоянии еще не исключает возможности образования ими молекул с полярными связями в парообразном состоянии, находящимися в равновесии со своими димерами. С другой стороны, многие ионные кристаллы, как оказалось, имеют элементы молекулярной решетки. [c.303]

С наличием в структуре ионных кристаллов точечных дефектов существенно связана их электропроводность. Под действием электрического тока ближайший к вакансии ион переходит на ее место, а в точке его прежнего местоположения создается новая вакансия, занимаемая, в свою очередь, соседним ионом. Подобные перескоки ионов реализуются с большой частотой, обеспечивая ионную проводимость кристалла. Благодаря точечным дефектам удается объяснить и существование в природе большого числа так называемых несте-хиометрических соединений (соединений переменного состава), т. е. веществ, состав которых в твердом состоянии отклоняется от их молекулярного состава. Например, кристаллы оксида титана в зависимости от давления кислорода в окружающей среде могут иметь переменный состав от Т10о,б до Т101,з5. При избытке атомов титана в кристалле имеется соответствующая концентрация вакансий кислорода, а при избытке атомов кислорода появляются вакансии титана. В кристаллах оксида цинка 2пО избыточное содержание атомов цинка объясняют нахождением последних в междоузлиях пространственной решетки. [c.88]

Известно, что в газовой фазе фторид ксенона (VI) находится в молекулярном виде, а в твердой фазе — в виде ионного кристалла — фторида пентафтороксенона (VI). Пользуясь методом валентных связей, объясните, почему ионное строение соединения ксенона (VI) оказывается более устойч ивым. [c.117]

В твердом агрегатном состоянии у веществ могут образоваться не только ионные кристаллические решетки (решетки ионных кристаллов типа НаС1), но также молекулярные и атомные. Так, твердый иод и твердый диоксид углерода (сухой лед) имеют молекулярные решетки, в узлах которых находятся молекулы I, и СО2 соответственно, а алмаз и графит - атомные решетки, имеющие в узлах атомы углерода С и отличающиеся расположением этих узлов в пространстве. [c.52]

Ионная решетка. Если в узлах кристаллической решетки расположены ионы противоположных знаков, то такая решетка называется ионной. Ионные решетки характерны для соединений элементов, сильно оФличающихся по электроотрицательности и образующих молекулы с ионными (или сильно полярными ковалентными) связями. Типичные ионные вещества — фториды и хлориды щелочных металлов — образуют прозрачные бесцветные кристаллы правильной формы с четкими гранями. Так как связи между ионами прочны, большинство ионных кристаллов обладает высокими температурами плавления, твердостью и хрупкостью, но в отличие от металлов не проводят электричество. Расплавы их, правда, проводят электричество, но их проводимость на несколько порядков ниже, чем у металлов. В отличие от ионных кристаллов молекулярные кристаллы, плавясь, образуют молекулярные жидкости, практически не проводящие электричество. [c.36]

Силы стяжения между ионами в кристалле характеризуются величиной энергии кристаллической решет-к и, под которой понимается энергия, могущая выделиться прн образовании грамм-молекулярного количества кристаллов из свободных газообразных ионов. Так, для Na l (58,5 г) имеем [c.110]

Для галидов щелочных и щелочноземельных металлов харак-кулярных, образующих молекулярные решетки. Степень ковалент-рированная решетка хлорида натрия. Хлорид, бромид и иодид цезия кристаллизуются в решетке типа объемно центрированного куба. Тип решетки ионного кристалла определяется правилом, основанным на простых геометрических соображениях отношение радиусов катиона и аниона 0,2 соответствует решетке типа сульфида цинка если это отношение лежит в пределах от 0,22 до 0,41, мож- [c.293]

По типу связи между частицами, образующими кристалл (атомы, молекулы, ионы), различают ионные кристаллы (Na l, LiF) кристаллы с ковалентной связью (С, Si, Ge, Si ) молекулярные кристаллы с вандерваальсовыми взаимодействиями (Аг, СН4) [c.176]

Теоретический расчет Ев.к.р включает оценку энергий Uq и Еокол. Для ковалентных и металлических кристаллов требуется квантово-механическое определение обеих величин. Величину Uo молекулярных и ионных кристаллов можно достаточно хорошо оценить, пользуясь модельными потенциалами межчастичного взаимодействия. [c.181]