Физические типы кристаллов
В зависимости от
· природы частиц, помещающихся в узлах кристаллической решетки,
· от характера сил взаимодействия между частицами
различают четыре типа кристаллических решеток и соответственно четыре типа кристаллов: ионные, атомные, металлические и молекулярные.
Ионные кристаллы.
· В узлах кристаллической решетки помещаются ионы разных знаков.
· Силы взаимодействия между ними являются в основном электростатическими (кулоновскими).
Связь, обусловленная электростатическими силами притяжения между разноименно заряженными ионами, называется гетерополярной (или ионной).
Типичным примером ионной решетки может служить изображенная на рис. решетка каменной соли (NaCl).
Эта решетка принадлежит к кубической системе.
Белыми кружками изображены несущие положительный заряд ионы натрия, черными кружками — отрицательные ионы хлора. Как видно из рисунка, ближайшими соседями иона данного знака будут ионы противоположного знака.
В газообразном состоянии NaCl состоит из молекул, в которых объединяются попарно ионы натрия с ионами хлора. Образующая молекулу группировка из иона Na и иона С1 утрачивает в кристалле обособленное существование. Ионный кристалл состоит не из молекул, а из ионов. Весь кристалл в целом можно рассматривать как одну гигантскую молекулу.
Атомные кристаллы.
· В узлах кристаллической решетки помещаются нейтральные атомы.
|
|
|
· Силы взаимодействия при гомеополярной связи имеют также электрический (но не кулоновский) характер. Объяснение этих сил может быть дано только на основе квантовой механики.
Связь, объединяющая в кристалле (а также и в молекуле) нейтральные атомы, называется гомеополярной (или ковалентной).
Гомеополярная связь может осуществляться только валентными, т. е. наименее связанными с атомом электронами. Поскольку каждый электрон может обеспечить связь только с одним атомом, число связей, в которых может участвовать данный атом (число соседей, с которыми он может быть связан), равно его валентности.
Типичными примерами атомных кристаллов могут служить алмаз и графит.
Оба эти вещества тождественны по химической природе (они построены из атомов углерода), но отличаются кристаллическим строением.
На рис. а показана решетка алмаза, на рис., б— решетка графита.
На этом примере отчетливо видно влияние кристаллической структуры на свойства вещества.
Такую же решетку, как у алмаза (решетку типа алмаза), имеют типичные полупроводники — германий (Ge) и кремний (Si). Для этой решетки характерно то, что каждый атом окружен четырьмя равноотстоящими от него соседями, расположенными в вершинах правильного тетраэдра. Каждый из четырех валентных электронов входит в электронную пару, связывающую данный атом с одним из соседей.
|
|
|
Дата добавления: 2015-12-16; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!