Влияние на вида химическа връзка върху структурата и свойствата на кристалите
Влияние на вида химическа връзка върху структурата и свойствата на кристалите. Видове кристали - раздел Образование, Материалознание Определя се вида на връзката, която възниква между частиците в кристала.
Типът връзка, която възниква между частиците в кристал, се определя от електронната структура на взаимодействащите атоми. Частиците се събират на определено разстояние d0, което осигурява на кристала най-голяма термодинамична стабилност (Фигура 5). Разстоянието, до което частиците се приближават една до друга, се определя от равенството на силите на привличане и отблъскване, действащи в кристала.
Отблъскващите сили се проявяват, когато частиците се сближат и растат по-интензивно от силите на привличане. Приближаването на атомите към разстояние d0съответства минимуменергия на свързване Eb., което прави кристала термодинамично стабилен (Фигура 5, б). Енергията на свързване определя точката на топене, модула на еластичност, температурния коефициент на линейно разширение (TCLE) и други. кристални параметри.
Според вида на преобладаващата химическа връзка между частиците всички кристали са разделени на молекулярни, ковалентни, метални, йонни. Трябва да се отбележи, че подобно разделение е донякъде произволно, тъй като в някои случаи може да действа не един вид връзка, а няколко.
Молекулни кристали образувани от молекули, свързани помежду си от слаби сили на ван дер Ваалс. По-силни, често ковалентни връзки действат между атомите в молекулите. Когато молекулите се приближават една към друга, появата на привлекателни сили между тях се обяснява с моментна поляризация. Енергията на свързване на силите на Ван дер Ваалс е ниска, поради което те се характеризират с ниски точки на топене и голям коефициент на топлинно разширение. Молекулни кристали - диелектрици, някои органични съединения, като полимери, газове H2, N2 и други.
IN ковалентни кристали преобладава типът ковалентна връзка. Те се образуват от въглерод, силиций, германий и други. елементи от IV, V, VI групи от таблицата D.I. Менделеев. Когато два съседни атома си взаимодействат, те социализират валентните си електрони, завършвайки напълно конструкцията на валентната лента до стабилна структура на инертните газове. Всяка връзка се образува от двойка електрони, движещи се по затворени орбити между два атома. Поради високата енергия на свързване, ковалентните кристали имат висока точка на топене. Заемането на валентните ленти по време на ковалентно свързване превръща ковалентните кристали в полупроводници и дори в диелектрици. Температурният коефициент на съпротивление в ковалентни кристали е отрицателен: при нагряване съпротивлението намалява. Сложните кристални съединения също принадлежат към ковалентни кристали: силициев карбид, алуминиев нитрид и други.