Дальнодействующее взаимодействие в ионных кристаллах

С точки зрения микроскопической теории диэлектриков различная концентрация свободных электронов в диэлектриках и металлах обусловлена разной природой их химических связей (рис. 1.1). Любая связь атомов, молекул или ионов представляет собой электрическое взаимодействие. Отталкивание сблизившихся частиц обусловлено перекрытием электронных оболочек. Энергия отталкивания быстро убывает с расстоянием Uor r —г Энергия притяжения — более дальнодействующая в ионных кристаллах она пропорциональна г в ковалентных — убывает с расстоянием быстрее (г- —а в молекулярных кристаллах она изменяется в пределах г — [c.9]

В ионных кристаллах наряду с упругими силами F= —Q , пропорциональными смещениям, играют существенную роль электрические дальнодействующие взаимодействия между ионами. Смещения ионов из равновесных положений создают электрическую поляризацию, последняя вызывает появление поля, которое в свою очередь взаимодействует с ионами. Удельная поляризация Р обусловлена как смещением ионов, так и внутренней поляризацией ионов (смещение электронов относительно ядер) под влиянием электрического поля. Поэтому в общем виде можно написать [c.60]

В ионных кристаллах большую роль играют дальнодействую-щие кулоновские взаимодействия между ионами, образующими кристалл. Движение электрически заряжённых ионов в таких кристаллах сопровождается появлением внутри кристалла электромагнитного поля. Поэтому теория колебательного движения ионов в ионных кристаллах (см. гл. П1) более сложна, чем теория движения атомов в ковалентных и молекулярных кристаллах. [c.33]

Второй вклад в полную энергню — так называемая электростатическая энергия. Она определяется как электростатическая энергия точечных положительных зарядов, расположенных в точках, соответствуюш,их истинным положениям ионов, и окруженных однородно распределенным компенсирующим отрицательным зарядом. Обычно в расчетах заряд этих ионов отличается от истинного заряда ионов последнее связано с ортогонализацией псевдоволновой функции к функциям внутренних оболочек ионов. Поправка к величине валентного заряда обычно бывает порядка 109о. Введение для описания ионов такой эффективной валентности — целиком дело удобства. Если в качестве этой величины мы будем пользоваться другим эффективным зарядом или даже истинным зарядом ионов, это просто изменит оставшиеся члены в энергии, но полная энергия будет математически той же самой. Из-за дальнодействующего характера кулоновского взаимодействия вычисление электростатической энергии представляет собой довольно тонкую проблему. Однако с математической точки зрения она хорошо определена, и соответствующий вклад в энергию можно найти аналитическими методами. Наиболее распространенный подход к решению этой задачи был первоначально развит Эвальдом [161 применительно к вычислению электростатической энергии ионных кристаллов и обобщен на случай металлов Фуксом [17]. Иногда более удобной оказывается другая модификация метода Вальда (см. 131). [c.483]

В гл. II мы отмечали, что энергия связи ионных кристаллов приблизительно равна выигрышу электростатической энергии при сведении ионов из бесконечности в кристалл (за вычетом энергии, необходимой для образования ионов из изолированных атомов). Мы указывали также, что слабые силы связи в молекулярных кристаллах имеют главным образом вандерваальсово происхождение и возникают вследствие существования во взаимодействующих атомах или молекулах скоррелированного движения электронов, приводящего к диполь-дипольному притяжению. В обоих случаях силы притяжения гораздо более дальнодействующие, чем силы отталкивания, которые также должны участвовать в связи. (Без сил отталкивания решетка под влиянием притяжения неизбежно сколлапсировала бы.) Представим себе, что ионы или атомы успевают собраться вместе (это сопровождается выделением энергии), прежде чем вступают в игру силы отталкивания. Когда ионы находятся уже достаточно близко друг к другу, дальнейшее сжатие [c.497]

Мы пользуемся выражением (22.10), а не (22.9) не только из-за его компактности, но еще и потому, что обычно взаимодействие между ионами нельзя представить в виде простой суммы парных взаимодействий типа (22.3). В действительности, за исключением лишь самых простых случаев (например, инертных газов), расчет величин О, входящих, в (22.10), оказывается очень трудным. В ионных кристаллах трудность возникает из-за дальнодействую- [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...