Ковалентные кристаллы кварц

И1. Различие между плоскими и пространственными сетчатыми полимерами следует уже из названия. И те, и другие могут различаться а) густотой, б) правильностью сетки (статистические и упорядоченные сетчатые полимеры). Предельным вариантом упорядоченных сетчатых полимеров являются уже упоминавшиеся ковалентные кристаллы неорганических полимеров графит (плоская, или паркетная , структура двухмерный аналог лестничного полимера), алмаз, кварц и т. д. [c.23]

Поскольку алмаз — чисто ковалентный кристалл, попытки вмешательства в процесс его плавления, чтобы все-таки выделить одно преимущественное направление, априори обречены на неудачу (даже если что и получится, то это будет уже не алмаз). В случае кварца, степень ковалентности которого всего 0,5, ситуация иная, и на этом, по существу, строится технология силикатных [c.229]

К ковалентным кристаллам относится и кварц, формулу которого лишь обобщенно можно записать как ЗЮг. Фактически в кристалле кварца каждый атом кремния связан с четырьмя соседними атомами кислорода, находящимися в вершинах тетраэдра, а каждый атом кислорода — с двумя соседними атомами кремния (рис. 53). [c.131]

Ковалентные кристаллы существенно прочнее молекулярных и характеризуются высокими температурами плавления. Так, кварц плавится при 1883 К. [c.131]

Ковалентные кристаллы. Структурными единицами в кристаллических решетках этого типа являются атомы одного или различных элементов, связь между которыми носит ковалентный характер и осуществляется по всем трем характеристическим осям. Ковалентные кристаллы сравнительно немногочисленны. Примерами кристаллов этого типа могут служить алмаз, кремний, германий серое олово, а также кристаллы сложных веществ, таких, как кварц, карбид кремния, сульфид цинка, нитрид алюминия. [c.77]

Энергия кристаллической решетки в кристаллах этого типа фактически совпадает с энергией химической связи и лежит в пределах 200—500 кДж/моль. Так, энергия кристаллической решетки алмаза составляет 480 кДж/моль. Вследствие столь высокой энергии связи ковалентные кристаллы обладают высокими твердостью, температурами кипения и плавления. Диапазон их электропроводящих свойств велик от типичных диэлектриков (алмаз, нитрид бора, кварц) до полупроводников (кремний, германий) и даже электронных проводников (олово). [c.77]

Еще одним примером ковалентного кристалла, который также можно отнести к гигантским молекулам, является кварц 8102. кристалле кварца каждый атом кремния ковалентно связан с четырьмя окружающими его атомами кислорода. Каждый из этих атомов кислорода в свою очередь связан с атомами кремния, и таким образом через весь кристалл простирается непрерывный каркас связей 81—О—81. Подробное расположение атомов существует в многочисленных силикатных минералах, в которых структурные группы 8104 соединяются друг с другом, образуя одномерные цепи, двумерные слои или трехмерный каркас, В глинах, слюдах и других минералах плоские слои, состоящие из групп 8104 , ковалентно связаны с чередующимися с ними плоскими слоями гидроксида алюминия А12(0Н)(5, образуя структуры, подобные слоеному пирогу. Кристалл полевого шпата содержит трехмерный каркас чередующихся групп оксида алюминия и оксида кремния, ковалентно связанных в одну гигантскую молекулу (см. гл. 21). [c.179]

Оптическая изомерия. В 1815 г. французский химик Био обнаружил, что некоторые органические вещества в жидком и растворенном состояниях способны вращать плоскость поляризованного света. Ранее эта особенность была отмечена для кристаллов кварца при прохождении через них поляризованного луча происходит вращение плоскости поляризации, причем одни кристаллы отклоняют ее вправо, другие—влево. В 1848 г. Л. Пастер обнаружил эту способность у винных кислот. Это явление, названное оптической изомерией, получило объяснение в работах Вант-Гоффа и Ле-Бе тя. Оно связано с определенной пространственной ориентацией ковалентных связей. Все четыре валентности атома углерода тождественны и направлены к вершинам правильного тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. Если в вершинах тетраэдра расположить различные заместители, то молекула станет асимметричной. Пространственные модели этой молекулы будут относиться [c.150]

При рассмотрении молекулярных и ионных кристаллов были приведены примеры кристаллов, в которых связь имела частично ковалентный характер. Однако эти кристаллы нельзя было причислить к ковалентным. К ковалентным кристаллам относятся такие кристаллы, в которых ковалентная связь осуществляется между всеми структурными единицами по всем трем направлениям пространства. Ковалентные кристаллы сравнительно немногочисленны. Примерами могут служить алмаз, кремний, германий, серое олово, кварц и карбид кремния. [c.277]

Наличие направленных эквивалентных связей, вероятно, является наиболее отличительной особенностью ковалентных кристаллов. В указанных выше кристаллах (за исключением кислорода в кварце) все атомы проявляют тетраэдрическую координа- [c.277]

Каркасные силикаты. Если у тетраэдра 5104 обобщены все четыре атома кислорода, то образуется трехмерная решетка. В кварце это приводит к ковалентному кристаллу. В некоторых силикатных структурах часть атомов кремния замещается атомами алюминия, тогда для сохранения баланса зарядов дополнительно необходимы еще положительные ионы. Это приводит к образованию трехмерных силикатных структур, свойства которых зависят от наличия в них как ионных, так и ковалентных связей. Каркасные силикаты можно разделить на три группы полевые шпаты, цеолиты и ультрамарины. [c.284]

Каркасные кристаллы. Свойства веществ с каркасными кристаллами очень сильно отличаются от свойств молекулярных кристаллов. Связь в каркасных кристаллах может быть чисто ковалентной, как в алмазе и графите, и может обладать заметной полярностью, как связь 81—О, существующая в кварце. На рис. 11.26 изображена структура кварца. Она близка к структуре алмаза и отличается от нее только тем, что между двумя любыми атомами кремния на равных расстояниях от них всегда находится атом кислорода. Каркас, образуемый связями 81—О в кварце, является пространственным (трехмерным) и бесконечным. Поэтому нельзя говорить о существовании в кристалле кварца молекулы ЗЮз. Плавление и тем более испарение каркасных кристаллов может происходить только ценой разрыва химических связей. Поэтому температуры плавления и кипения у веществ с каркасными кристаллами очень велики. Высокой является также прочность каркасных кристаллов. Алмаз и кварц относятся к числу наиболее твердых веществ. [c.186]

В твердых веществах с ковалентной связью в узлах кристаллической решетки находятся атомы, ковалентно связанные с ближайшими соседями. Это означает, что электронные пары распределяются между двумя соседними атомами. В этом случае также нельзя выделить отдельные молекулы. Вся структура образует гигантскую трехмерную молекулу. Связи этого типа, обнаруженные в алмазе и кварце, еще более прочны, чем ионные. Поэтому ковалентные кристаллы имеют очень высокую температуру плавления (ал- [c.10]

Так, энергия кристаллической решетки алмаза составляет 480 кДж/моль. Вследствие столь высокой энергии связи ковалентные кристаллы обладают высокими твердостью, температурами кипения и плавления. Диапазон их электропроводящих свойств велик от типичных диэлектриков (алмаз, нитрид бора, кварц) до полупроводников (кремний, германий) и даже электронных проводников (олово). [c.68]

Ковалентные твердые тела (например, алмаз или кварц). В противоположность твердым телам класса 1 ковалентные твердые тела следует рассматривать как гигантские молекулы, в которых атомы соединены со своими соседями ковалентными связями, В таком кристалле нельзя выделить отдельные моле-кулярные фрагменты. [c.221]

В кристаллах с атомной решеткой частицами, из которых построен кристалл, являются нейтральные атомы, расположенные закономерным образом в пространстве. Примерами кристаллов, построенных по этому типу, могут служить кристаллы алмаза, серы и др. В таких кристаллах атомы связаны друг с другом ковалентной связью, т. е. путем образования общих электронных пар. Ковалентная связь может иметь место в кристаллах не только простых веществ, но и сложных, если образующие их атомы мало различаются в отношении способности удерживать электроны. Так, например, в карборунде 81С имеется ковалентная связь между атомами углерода и кремния, образующими единую пространственную решетку. При большом различим в указанной способности атомов связь становится полярной, как, например, в кварце В нем каждый атом кремния связан [c.91]

Все твердые вещества по их электрической проводимости можно разделить на три типа проводники, диэлектрики и полупроводники. Металлы проводят электрический ток очень хорошо, диэлектрики — очень плохо. Диэлектриками могут быть ковалентные вещества, состоящие из небольших молекул, например, трииодид фосфора, для которых энергия, необходимая для отрыва электрона от одной молекулы и передачи его другой, слишком велика для практических целей . Диэлектриками являются почти все ионные кристаллы, а также твердые вещества с непрерывной ковалентной решеткой, такие, как кварц или алмаз (но в отличие от алмаза графит — проводник). [c.140]

Твердый диоксид углерода обнаруживает свойства молекулярного кристалла (он легко сжимается и сублимирует при 195 К), а твердый диоксид кремния (кварц, рис. 14-34) представляет собой неметаллический каркасный ковалентный кристалл (с высокой твердостью и температурой плавления 1883 К). Объясните это различие свойств двух оксидов, учитывая характер а- и тс-связывания в молекулах СО и SiOj. [c.642]

Читателю предлагается обдумать небезынтересный факт, что при переходе к материализованной трехмерной модели Извинга , примером которой могут служить типичные неорганические ковалентные кристаллы — алмаз или кварц, обсуждаемая уникальная природа физических свойств полимеров исчезает. Действительно, теперь нет больше преимущественного направления все кристаллографические направления практически равноправны, ибо природа межатомных сил во всех направлениях одинакова. Поэтому в таких полимерах плавление и деполимеризация — совпадающие процессы, что является одним из доказательств фазовой природы самой полимеризации. [c.229]

Трехмерные но. и и м е р ы. Как уже отмечалось, большинство Н. и. относится к категории минералов или керамич. материалов. Наиболее распростра-ненным представителем таких полимеров является трехмерный вариант полимерной окиси кремния — кварц. Образование ирострапственных структур Н. и. в природе произошло в результате геологич. естественного отбора — как форма стабилизации цепей без обрамляющих групп плд с незащищающими обрамляющими груниами. В зависимости от геологич. условий трехмерные структуры природных II. п. регулярны или нерегулярны. В мягких условиях более вероятен рост трехмерных ковалентных кристаллов, не отличимых, с одной стороны, от гигантских сверхмолекул, а с другой — по физич. свойствам — от обычных молекулярных кристаллов. Отличием является лишь то, что в случае регулярных трехмерных Н. п. плавление и деполимеризация оказываются единым процессом. [c.185]

Известны и другие полимерные формы олова, например желтые ковалентные кристаллы (8п52)п. При нагреве 8пО с кварцем образуется желтый стеклообразный силикатный полимер. [c.162]

Диэлектрики. У диэлектриков (изоляторов) валентная зона и зона проводимости разделены запрещенной зоной (см. рис. 4.11, а), ширина которой превышает 4 эВ. Для возбуждения электронов, т.е. их перехода из валентной зоны в зону проводимости, требуется очень значительная энергия, при подведении которой кристалл либо расплавится, либо разрушится. К диэлектрикам относятся многие вещества с ионными и молекулярными кристаллами. Ширина запрещенной зоны в ионных бинарных кристаллах возрастает с увеличением разности электроотрицательностей компонентов. Например, если ширина запрещенной зоны у Nal близка к 6 эВ, то у Na I — к 8 эВ. К диэлектрикам относятся некоторые вещества с ковалентными кристаллами, например алмаз (АЕ =5,1 эВ) и кварц (АЕ = 5,2 эВ). [c.108]

Увеличение химической активности под влиянием нагру-/непия имеет место не только для металлов, но и для ионных и ковалентных кристаллов. Изменение скорости растворения нагруженного образца кальцита в уксусной кислоте наблюдали Гутман п Абдуллин [391. Весьма интересным является тот факт, что жимическая активность изменяется по-разному в зависимости от характера механического воздействия (растяжение пли сжатие). Сжимаюпдае напряжение замедляет взаимодействие кварца с водой (гидролиз) рас-тягавающее — ускоряет процесс, и, что особенно существенно, эффект возрастает с допп5кенпем температуры гидролиза [2401. [c.77]

Таким образом, установлено, что существующие теории спектра ЭПР ионов (Р в тетраэдрических комплексах позволяют качественно объяснить характер спектра ЭПР и его изменения при высоких и низких температурах. Количественное же описание возможно лишь при наличии большого числа параметров. То, что Са + образуется лишь при воздействии на кристалл ионизирующей радиации, может, вероятно, служить косвенным доказательством наличия значительных эффектов ковалентности, а следовательно, смешивания различных орбит металла и лигандов. Наличие искажения для таких тетраэдрических комплексов 0а04, обусловленных как структурой кварца, так и проявлениями эффектов Яна-Теллера, осложняет и без того сложную ситуацию. [c.70]

Много исследований посвящено изучению строения стекла и выяснению особенностей стеклообразного состояния. Обычное стекло состоит из двуокиси кремния, сплавленной с окислами щелочных (К, N8) и других металлов (Са, Ва, РЬ и др.). В таких стеклах каждый атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода, расцоложенными по углам тетраэдра. Атомы кремния и кислорода находятся на расстоянии 1,6 А, как и в кристалле каждый атом кислорода связан с двумя атомами кремния или с одним атомом кремния и одним атомом металла. Таким образом, в стекле имеется более или менее нарушенная трехмерная сетка, свойственная кварцу. Наличие ионов металла приводит к разрушению трехмерной сетки и образованию полимерных цепей разветвленной и линейной структуры. Очевидно, в стекло имеются группировки атомов кремния и кислорода, связанные ковалентными связями, которые между собой соединяются ионными связями [254]. Так, Пребус обнаружил в стекле наличие линейных цепей длиной около 100 А [255]. Естественно, что при большой вязкости стекла упорядочивание этих полимерных цепей очень затруднено и поэтому при охлаждении образуется аморфная масса с неупорядоченной структурой. [c.350]

В. С. Грунин, И. С. Янчевская), пользуясь методами ЯМР и ЭПР, выполнили исследования электронного строения окисных соединений различных модификаций кремнезема и каркасных алюмосиликатов в кристаллическом и стеклообразном состояниях, окислов переходных элементов, а также окислов с примесями парамагнитных ионов. Установлено характерное электронное строение стекла, не совпадающее ни с одной из кристаллических модификаций. Степень ковалентности структурного каркаса возрастает в последовательности кварц— алюмосиликатное стекло—тридимит—кварцевое стекло— кристобалит—каркасные алюмосиликаты. Установлено влияние примесей окислов на фазовые переходы, сопровождающиеся изменением электронного строения окислов. Изучение электронных уровней парамагнитных ионов в кристаллах привело к разработке и внедрению новых материалов для оптических квантовых генераторов, а также к получению тугоплавких материалов с устойчивой электронной проводимостью в воздушной атмосфере. [c.12]

Как видно из таблицы, кварц и сульфид цинка имеют одинаковую координацию в кристаллическом и пленочном состоянии, тогда как AljOj и Сар2 при переходе из кристалла в пленку понижают свои ПП и, следовательно, КЧ. Таким образом, ПП зависят от ковалентности связи (а значит, и валентности атомов) и КЧ. Аналитическая форма этой зависимости была дана Уэмплом и Ди Доменико [111, 208-210] [c.165]

В кристаллах всех трех кристаллических форм кварца каждый атом кремния связан ковалентно с четырьмя атомами кислорода, расположенными тетраэдрически на одинаковых расстояниях. С другой стороны, каждый атом кислорода в свою очередь связан с другим атомом кремния. Следовательно, [c.511]