Ю., Ташкеева Г.Қ. Физикалық материалтануға кіріспе
жүктеу/скачать 5,26 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- § 2. Химиялық байланыстардың түрлері
| 2.3-сурет. КОК және алмаз иорларының Бриллюэн аумақтары
Кері кеңістікте әрбір кристалдық тор үшін Бриллюэн аумақтарының жиыны тұрғызылған болуы мүмкін (бірінші аумақ, екінші аумақ, n-ші аумақ). 2.3-суретте КОК тор мен алмаз торы үшін Бриллюэннің бірінші аумақтары келтірілген. Бриллюэн аумақтары нүктелік топтар симметриясының элементтеріне ие симметриялық көп қырларынан тұрады. Аумақтық құрылымдарды анықтауда маңызды рөлді (нақтырақ айтқанда рұқсат етілген және электрондардың тыйым салынған энергиялары) нақты заттарда тек беткі қабат қана атқармайды, сондай-ақ Бриллюэн аумағына сәйкес симметрия элементтері де кіреді. § 2. Химиялық байланыстардың түрлері Металдық байланыс қатты денеде еркін атомдардың энергетикалық деңгейінде пайда болатын аймақтардың (зоналардың) бірі электрондармен жартылай ғана толтырылған қатты дененің барлық аймағында (яғни аймақтың бір бөлігі ғана толады) валенттік электрондардың энергетикалық спектріне алып келетін байланыс. Металдық байланыс валенттік электрондардың иондық арқаумен (остов) әрекеттесуі кезінде пайда болады, бұл кезде валенттік электронда көбінесе, делокализацияланып бүкіл торға тиесілі болады. Қарапайым жағдайларда (мысалы, IA топшасындағы қарапайым металлдар) металлдық кристалл моделі келесідей болып келеді: иондық арқау «электрондық сұйықтыққа» батырылады. Геометриялық кеңістікте электрондық тығыздықтың таралуында белгілі бір анизотропия байқалмайды. Қарапайым А-металдарындағы байланыс өтпелі металдар мен одан кейінгі В-тобында орналасқан d және f қабықшалары толтырылған металдарға қарағанда тұрақтырақ. Қарапайым А-металлдардың байланыс энергиясы осы периодта жататын өтпелі металдар мен В-металдарға қарағанда едәуір төмен (2.1- кестесін қараңыз). Сонымен қатар қарапайым металдар мен бейметалдарда байланыс беріктігі бір бір топша шеңберінде период нөмерінің артуымен төмендейді, ал өтпелі металдарда керісінше – өседі. Коваленттік байланыс та қатты дененің валенттік электрондары мен иондық арқауының әрекетттесу нәтижесі болып табылады. Коваленттік байланыс қарама-қарсы спинді валентті электрондар жұбымен жүзеге асады, таза заттар кезінде бұл электрондар әртүрлі атомдарға тиесілі болады. Коваленттік байланыс пайда болған кезде байланыс түзуге қатысатын валенттік электрондар орбиталары бөгеледі, бөгелу үлкен болған сайын байланыс та мықтырақ болады. Коваленттік байланыста валенттік электрондар тығыздығының анизотроптық таралуы тән. Геометриялық кеңістікте (коваленттік байланы – бағытталған байланыс). Валенттік электрондар (яғни, байланыс түзуге қатысатын элетрондар) делокализацияланған (жеке атомдарға қатысты емес), бірақ олардың кристалдық тордың әртүрлі аймағанда болу ықтималдығы әртүрлі: максималды ықтималдық (валенттік электрондардық максималды тығыздығы) ең қысқа атомаралық қашықтықтарда байқалған. Коваленттік байланыс қаныққан болып келеді, яғни электрондар саны екіден асатын ординарлы коваленттік байланыс бола алмайды. Коваленттік байланыс еркін атомдардың электрондық деңгейінде пайда болатын аймақтардың бірі 0 К жағдайында толығымен бос болғанда (өткізгіш аймағы) және ол толығымен толған аймақтан (тыйым салынған аймақ) энергетикалық саңылау арқылы бөлінген болғандағы валенттік электрондардың энергетикалық спектріне алып келеді. Иондық байланыс жүзеге асатын кристалдар оң және теріс зарядталған иондардан тұрады (2.4- сурет). Иондық байланыс негізінен әртүрлі зарядталған иондар арасында пайда болатын электростатикалық тарту күштерімен (кулондық күштер) қамтамасыз етіледі. Бұл кезде иондар өзінің сыртқы қабықшасын тұрақты конфигурацияға дейін – периодтық жүйедегі ең жақын орналасқан инертті газдың электрондық қабықшасымен – жетпейтін электрондарды (анион) қосып алу немесе электрондарды беру (катион) арқылы тұрғызады. Ескерте кететін жайт, оң және теріс зарядтардың толығымен бөлінуі, яғни идеалды иондық байланыс, ешқашан жүзеге аспайды. Электрондардың толқындық қасиеттерінен валенттік электрондардың катион ядросына жақын орналасу ықтималдығы аз, бірақ нөлге тең болмайды. Сондықтан иондық кристаллдарда байланыс күштері зарядталған иондардың электростатикалық тартылуымен қатар валенттік электрондар электрондық орбиталарын бөгеумен де байланысты. жүктеу/скачать 5,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|