ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кристаллическое строение элементов по группам периодической системы из "Металловедение и термическая обработка " Атомы водорода образуют устойчагвые двухатомные молекулы путем спаривания электронов, т. е. путем ковалентной связи. Кристаллическая структура твердого водорода представляет собой плотноупакован-ную гексагональную решетку. Связь молекул в решетке осуществляется ван-дер-ва-альсовыми силами. [c.264] Группа 1А (щелочные металлы) имеют во внешней оболочке один валентный легко отделяющийся электрон и образуют типичную металлическую решетку объемноцентрированного куба. Диаметр атома и параметры решетки возрастают от лития к цезию вследствие уменьшения связи внешних электронов с ядром при возрастании атомного номера. [c.264] Группа 1Б. Медь, серебро и золото также имеют один электрон во внешней оболочке, но уже не 8, а 18 электронов в предыдущей оболочке и образуют компактную решетку гранецентрированного куба. Диаметр атома и параметры решетки заметно возрастают от меди к серебру и слегка уменьшаются от серебра к золоту вследствие лантаноидного сжатия, вызываемого увеличением заряда и массы ядра при застройке внутренней оболочки лантаноидов, которое приводит к усилению притяжения внешних электронов. [c.264] Группа ПШ. Атомы скандия, иттрия и лантана (и другие лантаноиды) имеют по два электрона на внешней оболочке и по девяти на предшествующей. [c.265] Группа IIIA. Внешняя электронная оболочка атомов этих элементов состоит из трех электронов. Все элементы подгруппы, кроме бора, имеют структуры металлического типа. [c.266] Г р у п п а IVA. Атомы имеют по четыре электрона на внешних оболочках при застроенных внутренних оболочках. Внешние электроны спариваются с электронами четырех ближайших атомов, образуя прочную ковалентную связь. Углы между связями равны 109°29 и атомы располагаются по углам тетраэдра. Ортогональная ориентировка связей несколько нарушается в пользу тетраэдрической. Наиболее типичной является решетка алмаза, обладающая наи-высшей прочностью и представляющая огромный ковалентный кристалл (рис. 2). Углерод в форме графита имеет слоистую структуру благодаря ковалентной связи каждого атома с тремя соседними атомами этого же слоя. Слабая связь между слоями носит молекулярный характер. Четвертый электрон, общий для всего слоя, обеспечивает высокую электропроводность. [c.266] При переходе от углерода к кремнию, германию и серому олову наблюдается ослабление ковалентной связи за счет усиления связи металлического типа. Прочность решетки при этом уменьшается. Белое олово (см. рис. 1) и особенно свинец обладают уже строением и свойствами металлов. [c.266] Г р у п п а VA. Атомы этих элементов имеют во внешней оболочке пять электронов при заполненной предшествующей оболочке. Связь атомов — ковалентная по правилу 8 — N. Три электрона каждого атома спариваются с электронами трех соседних атомов решетки этих элементов ромбоэдрические, с числом ближайших соседей, равным трем. Атомы связываются ковалентными связями в двойные слои, являющиеся плоскими молекулами, которые удерживаются друг около друга молекулярными силами. Связи направлены под углами, близкими к прямым, а именно под 96° у сурьмы и 94° у висмута. Исключение составляет азот, который образует двухатомные молекулы путем отдачи трех электронов в совместное владение с соседним атомом. Молекулы азота образуют кубическую или гексагональную решетку со слабой молекулярной связью. Диаметр иона возрастает от азота к висмуту. Параметры решетки и диаметр атома также возрастают, но менее закономерно. [c.266] Группа VIB. Атомы хрома и молибдена имеют один электрон на внешней оболочке, а вольфрама —два при незастроенной предпоследней оболочке. Связь — металлического типа. При низких температурах эти металлы имеют пространственно центрированные кубические решетки. 3-вольфрам имеет сложную кубическую решетку. [c.266] Параметр решетки, атомный и ионный диаметры растут от хрома к молибдену и очень слабо от молибдена к вольфраму в связи с лантаноидным сжатием. [c.266] Г р у п п а VIA. Атомы элементов группы кислорода имеют шесть электронов во внешней оболочке при застроенных внутренних оболочках. Из шести валентных электронов два вступают в ковалентную связь. Кислород образует двухатомные молекулы за счет передачи в совместное владение двух электронов [у озона (Оз) в коллективное пользование каждый из трех атомов отдает одни электрон и каждый атом имеет двух ближайших соседей]. Молекулы кислорода дают три различные решетки со слабой молекулярной связью. Остальные элементы подгоуппы образуют кристаллические решетки по правилу 8 — N, т. е. каждый атом имеео двух ближайших соседей. [c.266] В решетках селена и теллура атомы образуют спиральные цепочки, а в решетке серы —кольца из 8 атомов (рис. 2), причем связи ориентированы под углами 105° у селена и 102° у теллура и у серы. Связь между кольцами и между цепочками — молекулярная, ван-дер-ваальсовыми силами. Восьмиатомные кольца у серы построены в сложную решетку. Цепочки у селена и теллура образуют сходные гексагональные решетки. Решетка полония сходна с решеткой теллура, однако, согласно другим данным, он имеет простую кубическую решетку с координационным числом 6 и а = 3,345 (или 3,286) kX. [c.266] Группа VII Б. Марганец и рений имеют по два электрона во внешней оболочке атомов, а технеций — один электрон при незаполненных внутревних оболочках. Эти элементы являются переходными металлами. [c.267] Группа VII А (галогены). Галогены имеют во внешних оболочках по семи электронов и образуют ковалентные связи путем передачи в коллективное пользование одного электрона. Согласно правилу S — N, каждый атом имеет одного соседа, т. е. образуются двухатомные молекулы. Одна с другой молекулы связаны ван-дер-ваальсовыми силами, образуя сложные непрочные решетки. [c.267] Решетка иода показана на рис. 2. Остальные галогены образуют несколько иные решетки. Диаметры атомов и ионов монотонно возрастают от фтора к иоду. [c.267] Вернуться к основной статье