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]

Электронную структуру монокристалла изучают квантовомеханическим методом, исходя из представлений о твердом теле периодической структуры как о квантовой системе, электроны которой не различимы и каждый из них взаимодействует сразу со всей системой в Целом. Трехмерная непрерывная сеть межатомных связей в твердом теле периодического строения является системой волноводов для волн электронного газа, состоящего из валентных электронов, уровни энергии которых тесно сгруппированы в квазинепрерывные зоны. [c.99]

Виды связи в твердых телах [c.145]

Воспользовавшись диаграммами электронной плотности, рассмотрим еще раз различные типы связи в твердых телах. На рис. А.бЗ, а и б приведены диаграммы электронной плотности [c.145]

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]

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]

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]

СВЯЗЬ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ 1. Кристаллы [c.628]

Физическая природа ковалентной связи в твердых телах та же, что и в молекулах. Сила притяжения возникает в результате концентрации электронного облака вдоль прямых, соединяющих соседние ядра. Типичными примерами кристаллов с почти чистой ковалентной связью являются кристаллы алмаза, кремния, германия, карбида кремния (Si ). Все они имеют структуру алмаза , показанную на рис. 2 ее следует сравнить со структурой молекулы метана (рис. 17). В решетке типа алмаза ребра элементарной ячейки не совпадают с направлением валентных связей. [c.46]

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]

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]

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

Согласно кинетической концепции разрушения, роль внешнего напряжения сводится к уменьшению кинетической энергии, необходимой для преодоления барьера, т. е. к уменьшению энергии активации разрыва связей и тем самым к увеличению вероятности разрыва связей в твердом теле. Сам же акт разрыва представляет собой флуктуацию локальной кинетической энергии, возникающую в результате подхода к вершине микротрещины фонона достаточной энергии и завершающуюся разрывом химических связей. Отсюда следует, что флуктуационный механизм разрушения можно назвать разновидностью фононного механизма разрушения. Тот факт, что в большинстве случаев для полимеров в квазихрупком состоянии энергия активации разрушения практически совпадает с энергией соответствующих химических связей, привел к заключению, что разрушение полимера выше Тхр происходит путем квазинезависимых разрывов отдельных полимерных цепей. [c.151]

Рассмотрим четвертый из перечисленных в разделе 11.1 типов связи в твердых телах — металлическую связь. В столь обширной области, как теория металлов и сплавов, мы можем отметить лишь некоторые весьма интересные факты, связывающие [c.341]

Непосредственное использование потенциалов взаимодейст-ВИЯ для решения задачи об ослаблении межатомных связей в твердом теле в присутствии инородных атомов в настоящее-время за руднительно. Наиболее реалистическим микромасштабным подходом пока остается разработка таких полуко-личественных схем взаимодействия напряженных связей с молекулами среды, которые можно проверить, варьируя химическую природу жидкой и твердой фаз при прочих равных условиях. Так, в работах [273, 274J сопоставлено действие различных сред (вода, гидразин, формамид и др.) па прочность керамических материалов и показано, что молекулы, облегчающие разрыв силоксановых связей Si—О, должны обладать-изолированной электронной парой и в то же время служить-донором протонов. [c.93]

Коррозионный процесс связан с перестройкой связей в твердых телах. В отличпе от газов и жидкостей, в которых частицы перемешаются более или менее свободно, частицы твердых тел [c.8]

По современным воззрениям, электронная струюура кристаллического атомного вещества представляет собой квантовую систему периодической структуры, электроны которой неразличимы и каждый из них взаимодействует сразу со всей системой в целом. Трехмерная непрерывная сеть межатомных связей в твердом теле периодического строения является системой волноводов для волн электронного газа, состоящего из валентных электронов, уровни энергии которых тесно сгруппированы в квазинепрерывные зоны. Наличие свободных, не связанных с определенными атомами, электронов, способных перемещаться по всему объему тела, определяет металлическое состояние этих веществ. Наиболее характерными представите- ями этого типа твердых веществ являются металлы. Обобществленные электроны, обеспечивающие металлическую связь в кристаллических твердых веществах, в отличие от электронов обычной ковалентной связи, существенно слабее связаны с определенным атомом. Поэтому работа выхода электрона, характеризующая прочность связи электронов со всей системой, для кристаллических атомных веществ имеет обычно малые значения. Так, для металлов значение ее лежит в пределах от 1,9 э6 для цезия, до 5,3 эб-для платины, тогда как потенциал ионизации для соединений с обычной кова- [c.109]

Диаграммы, полученные этим методом Бриллем, Гриммом и Петерсом, показаны на рис. А.63,а и б, а также А.64 (при заключительном обсуждении различных типов связи в твердых телах). [c.111]

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 налогии 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.304]

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]

Следует подчеркнуть, что основной физической предпосылкой в теориях является флуктуационный механизм разрыва связей в верщине трещины, связанный с переходом через потенциальный барьер (см. рис. 24). Эта схема, по-видимому, впервые была предложена для объяснения разрущения неорганических стекол Гиббсом и Катлером а затем Стюартом и Андерсеном , которые ввели энергетический барьер чисто формально, на основе представлений Эйринга о переходе через потенциальный барьер при разрыве химических связей в молекулах. Поэтому в этих работах рассматривался разрыв тел, образованных только химическими связями. Кроме того, следует заметить, что схема Эйринга применялась им, строго говоря, для отдел1Ных молекул, а не для твердого тела. В изложенной выше теории потенциальный барьер (см. рис. 24) введен из общих соображений для любого типа связей в твердых телах. [c.53]

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]