А. Ф. Новиков строение вещества
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Строение кристаллов
| 73
получать материалы с необходимыми физическими и химическими свойствами. 3.5. Ковалентные кристаллы Как говорит уже само название, ковалентные – это те кристаллы, в которых преобладает ковалентная связь между структурными единицами решетки. Строение кристаллов Вспомним структуру молекулы метана СН 4 , в которой имеет место выраженная ковалентная связь (см. рис.29). Связь в этой молекуле осуществляется благодаря попарному перекрыванию электронных орбиталей атома углерода и атомов водорода. Возможность образования четырех одинарных связей появляется у атома углерода благодаря гибридизации sp 3 - типа. Такой тип гибридизации приводит к тетраэдрической конфигурации молекулы метана с углами между связями 109°28'. Теперь представим себе, что все атомы водорода Н в этой молекуле замещены метильными группами – СН 3 , центральный атом углерода в этом случае будет окружен четырьмя другими атомами углерода. Такие соединения известны (тетраметилметан С 5 Н 12 ). Представим теперь, что все атомы водорода замещены такими же тетраэдрическими атомами углерода. Такое представление неизбежно при- водит к структуре трехмерной тетраэдрической кристаллической решетки с координационным числом K = 4. Такая решетка совместима с кубической (см. рис.52). Как показал анализ, именно подобного типа решеткой обладает алмаз: все атомы углерода в нем соединены прочными ковалентными связями, направленными под углом 109°28' по отношению друг к другу. Такого типа решетка характерна для целого ряда простых веществ и соединений, она получила название алмазной. Устойчивому состоянию кристалла, как всегда, соответствует минимум потенциальной энергии, достигаемый в данном случае при равновесном расстоянии между атомами 0,142 нм. По аналогии с кристаллами других типов в данном случае вводится понятие ковалентного радиуса атома. Для атома углерода в решетке алмаза ковалентный радиус составит половину межатомного расстояния, то есть 0,071 нм. Кремний, также кристаллизующийся в решетке типа алмаза, имеет ковалентный радиус 0,118 нм, германий – 0,121 нм и так далее. С увеличением ковалентного радиуса энергия и прочность кристаллической решетки убывают. жүктеу/скачать 2,4 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|