Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Проводники, диэлектрики и полупроводники (Самостоятельно)




Рис. 25. Ионная кристаллическая решетка хлорида натрия

Ионные кристаллы (Самостоятельно)

При взаимодействии металлических и неметаллических простых веществ, сопровождающемся отдачей и приемом электронов, образуются соли. Например:

2А1 + 3F2= 2А1F3

Ионная связь характерна не только для солей производных бескислородных и кислородсодержащих кислот, но и для других классов неорганических веществ — основных оксидов и гидроксидов, бинарных соединений.

Между ионами с противоположными по знаку зарядами проявляются электростатические силы притяжения (так называемые кулоновские силы притяжения).Такие силы притяжения изотропны, т. е. действуют одинаково во всех направлениях. В результате расположение ионов в твердых солях упорядочивается в пространстве определенным образом (например так, как показано на рис. 25).

Система упорядочено расположенных катионов и анионов называется ионной кристаллической решеткой, а сами твердые вещества (соли, основные оксиды и гидроксиды) — ионными кристаллами. Все ионные кристаллы имеют солеобразный характер.

Под солеобразным характером понимается определенный набор свойств, отличающий ионные кристаллы от кристаллических веществ с другими типами решеток. Конечно, не все ионные решетки характеризуются таким расположением ионов в пространстве (узлов кристаллической решетки), как в решетке NаС1 (см. рис. 25), где каждый ион Nа+ окружен шестью ионами С1- (и наоборот). Число ионов-соседей с противоположным зарядом может быть и иным, однако чередование катионов и анионов в пространстве является обязательным для кристаллов.

Вследствие того, что кулоновские cилы притяжения распространяются одинаково по всем направлениям, ионы в узлах кристаллической решетки связаны относительно прочно, хотя каждый из ионов не зафиксирован неподвижно, а непрерывно совершает тепловые колебания вокруг своего положения в решетке. Поступательное же движение ионов вдоль решетки отсутствует, поэтому все вещества с ионными связями при комнатной температуре — твердые (кристаллические). Амплитуда тепловых колебаний может быть увеличена нагреванием ионного кристалла, которое приводит в итоге к разрушению решетки и переходу твердого вещества в жидкое состояние (при температуре плавления). Температура плавления ионных кристаллов относительно высока, а температура кипения при которой совершается переход жидкого вещества в самое неупорядоченное, газовое состояние, имеет очень большие значения. Например:

  NaCl NaOH KBr BaF2 BaCl2
т. пл., 0С          
т. кип., 0С          

Многие соли, особенно многоэлементные, комплексные, а также соли органических кислот могут разлагаться при температурах более низких, чем т. кип. и даже т. пл.

Типичным свойством многих соединений с ионной связью (которые на взаимодействуют с водой или не разлагаются до плавления) является их способность к диссоциации на составляющие ионы; вследствие подвижности ионов водные растворы и расплавы ионных кристаллов проводят электрический ток.

В ионных кристаллах отсутствуют связи между отдельными парами ионов, точнее следует сказать, что все содержащиеся в образце ионного соединения катионы и анионы оказываются связанными.

В ионных кристаллах, построенных из катионов и анионов, молекулы отсутствуют.

Химические формулы ионных веществ передают только соотношение катионов в анионов в кристаллической решетке, в целом образец ионного вещества электронейтрален. Например, в соответствии с формулой ионного кристалла А12О3 соотношение катионов А13+ в анионов О2- в решетке равно 2:3; вещество электронейтрально — шесть положительных зарядов (2А13+} нейтрализуются шестью отрицательными зарядами (302-).

 

В кристаллической решетке электроны располагаются на определенных энергетических уровнях так же, как и в атоме. В соответствии с принципом Паули в одном кристалле каждые два электрона (с антипараллельными спинами) находятся в строго определенном энергетическом состоянии. Следовательно, для множества пар электронов в кристалле должно быть такое же множество энергетических состояний. Поэтому в кристалле вместо отдельных энергетических подуровней выделяют группы энергетически близких состояний — энергетические зоны. Зоны могут быть отделены одна от другой, но могут и перекрываться (рис. 27). Изложенные выше положения составляют основу зонной теории электронного строения кристаллов.

На рис. 27 показаны энергетические зоны, характерные ля кристалла натрия (зонная модель металла натрия), образующиеся из атомных энергетических уровней натрия.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 301; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.