Стр. 184 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

182

ГЛАВА 7. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ В ТВЕРДЫХ

ВЕЩЕСТВАХ

Большинство твердых тел являются кристаллическими, в которых части-

цы располагаются в определенных точках пространства, называемых

узлами

кристаллической решетки

. По своей структуре, решетки чрезвычайно разно-

образны (кубическая, кубическая гранецентрированная, гексагональная и др.).

Кристаллы могут образовываться путем сублимации (газ → тв: пары йо-

да, серы, окиси цинка) или кристаллизацией из жидкой фазы раствора или рас-

плава: лед, металлы, соли.

Для кристаллов характерна анизотропия – неодинаковость свойств кристалла

в различных направлениях (прочность, электропроводность, пластичность).

В рамках данного пособия, для нас наибольший интерес представляет ха-

рактер связи частиц в кристалле.

Существуют четыре основных вида связей частиц в кристаллах: молеку-

лярная, ковалентная, ионная и металлическая, которые определяют вид и энер-

гию кристаллической решетки (см. табл. 6.2).

Энергия кристаллической решетки (кДж/моль) характеризует ее проч-

ность. Это энергия, выделяющаяся при образовании кристалла из частиц, пер-

воначально находящихся на расстоянии и исключающих их взаимодействие.

Молекулярная решетка:

в узлах находятся полярные или неполярные моле-

кулы, связанные между собой. Химические связи в них ковалентные, как поляр-

ные, так и неполярные. Связи в самих молекулах прочные, но между отдельными

молекулами в решетке непрочные, так как они по природе являются слабыми сила-

ми межмолекулярного взаимодействия (кристаллы органических веществ, Н

2,

СН

4

,

СО

2

, Н

2

О, ВF

3

, углекислоты, инертных газов, большинства неметаллов). Эти веще-

ства обладают низкой твердостью, низкими температурами плавления и кипения.

В качестве примера далее представлена молекулярная кристаллическая

решетка I

2

(рис. 7.1).

Молекулярная решетка имеет небольшую энергию, поскольку связь в по-

добных кристаллах осуществляется за счет слабых дисперсионных сил

(E ≤ 50 кДж/моль).

Значительно большей энергией кристаллической решетки обладают мо-

лекулярные кристаллы с водородными связями, например, НС1, NH

3

, H

2

O

(E ≤ 200 кДж/моль).