Молекулярные кристаллы химическая связь в них

Межмолекулярные связи действуют между любыми атомами и молекулами, но они очень малы (порядка Ю Дж/моль). Поэтому молекулярные кристаллы, обусловленные этими силами (твердые инертные газы, молекулы кислорода, азота и др.), отличаются весьма низкой температурой плавления (Не— 1,8 К, Аг — 40 К). Образование прочных структур обусловлено главным образом сильными типично химическими связями, например ковалентной, а силы Ван-дер-Ваальса служат лишь небольшой добавкой . Силами Ван-дер-Ваальса обусловлены обычно адгезионные связи при склеивании, смачивании твердых тел жидкостями и т. п. [c.10]

Итак, силы Ван-дер-Ваальса являются основными силами притяжения в случае кристаллов химически неактивных атомов и между молекулами с насыщенными связями в молекулярных кристаллах. Строго говоря, силы Ван-дер-Ваальса не являются чисто парными силами, как это предполагается при вычислении энергии сцепления с использованием потенциала Леннарда— Джонса. Ясно, что при взаимодействии двух атомов присутствие рядом третьего вызывает перераспределение положительных и отрица- [c.69]

Молекулярная связь характерна для атомов с относительно легко деформируемыми электронными оболочками и для объединившихся в молекулы атомов, также способных к деформации внешних объединенных оболочек. Это взаимодействие определяет отклонение свойств реальных газов от идеальных, структуру и свойства молекулярных кристаллов и жидкостей и др. Молекулярная связь менее прочна, чем рассмотренная выше химическая, и вещества с такой связью имеют более низкие температуры плавления и сублимации. [c.17]

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]

Есть кристаллы, представляющие собой комплекс нескольких типов химических связей. Например, в окиси магния и стеклах осуществляются ионная и валентная связи, валентная и молекулярная в органических материалах. [c.44]

Атомная или молекулярная структура твердого тела определяется характером сил, действующих между частицами. Поэтому в основе кристаллохимии лежит идея о соответствии типа химической связи и кристаллической структуры твердого тела. Теоретическая физика в свою очередь ставит задачей создание теории многих частиц, которая могла бы предсказывать структуру как кристалла, так и жидкости, основываясь на заданных силах взаимодействия. [c.108]

В зависимости от преобладающего типа химической связи кристаллы подразделяются на ионные, ковалентные, металлические и молекулярные. [c.15]

Каким типом химической связи характеризуются молекулярные кристаллы [c.46]

Из металловедения хорошо известно, что кристаллические интерметаллические соединения с ковалентными и ионными связями имеют тенденцию образовываться, если по меньшей мере один из элементов принадлежит к группе IVB или к более дальним группам периодической системы элементов ([137], гл. 4). Это следует из химического принципа, согласно которому предпочтительно образуются такие соединения, в которых один из элементов имеет почти заполненную оболочку валентных электронов. Очевидно, что химические составы жидких полупроводников согласуются с этим принципом. Теория химических связей полупроводниковых соединений Мозера и Пирсона [178] представляет собой более детальное изложение указанного принципа. Основное отличие жидких полупроводников состоит в том, что в жидкой фазе может существовать больше различных молекулярных структур, чем в кристалле, поэтому ограничения стехиометрии, соответствующие правилам Мозера и Пирсона, в этом случае не могут применяться строго. [c.49]

Оптические квантовые генераторы (ОКГ) обладают очень высокой спектральной мощностью излучения, так что эффективные температуры их излучения составляют 10 — 10 - К, что в 10 —10 раз превышает эффективную температуру Солнца. Высокая когерентность и острая направленность излучения ОКГ дают возможность эффективного их использования для связи, получения высоких температур в малых объемах, для оптической диагностики газовых потоков и т. д. Данные по лазерным переходам и другим характеристикам в нейтральных, ионизированных и молекулярных газах в кристаллах, в лазерах на основе стекол, на полупроводниках, в жидкостях и в химических красителях представлены в [5] и в табл. 6.16. [c.231]

Ковалентная связь имеет то же происхождение, что и связь в гамополярных молекулах (Нг, СЬ, Ь,.- ), она обусловлена обменным электронным взаимодействием между атомами. В молекулярных кристаллах (Нг, СЬ, Ь,---) ковалентная связь локализована между ядрами в молекуле, молекулы удерживаются вместе слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Однако в случае алмаза или графита несколько валентных электронов являются общими для атома и ряда его соседей, и поэтому невозможно выделить какую-либо группу атомов, которую можно рассматривать как химически насыщенную (рис. 2.7). С этой точки зрения кристалл алмаза представляет собой огромную молекулу. [c.75]

При сближении ионов до расстояний порядка их собственных размеров валентные эдектроны данного атома вступают в сильное взаимодействие с соседними ядрами и их электронными оболочками, обеспечивающее возникновение химической связи. Поэтому валентные электроны нельзя считать локализованными у данного атома и в некоторых случаях они получают возможность перемещаться по всему кристаллу. Конечно, в молекулярных кристаллах связь между атомами, образующими решетку, имеет характер ван-дер-ваальсовых сил. Однако в подавляющем больщинотве явлений, происходящих в твердых телах, электроны играют самую существенную роль. Поэтому рассмотрим наиболее общий случай, когда в кристалле содержатся ионы и валентные электроны. [c.47]

Примерами веществ, которые можно отнести к одному иа указанных типов, являются легкие щелочные металлы (Li, Na) для металлов, элементы IV группы таблицы Менделеева С, Sil. Ge для ковалентных кристаллов, соединение iNa l для ионных кристаллов, твердые инертные газы для молекулярных кристаллов. В большинстве кристаллов реализуется комбинация указанных типов пространственного распределения электронов и межатомных связей. Однако и для них выделение соответствующей доли, например, ионности , ковалентности и т. д. полезно при проведении физико-химического анализа вещества. [c.98]

Прогнозирование механических свойств материалов и покрытий основывается на корреляции между механическими свойствами твердых тел и природой и энергией химической связи в веществах (кристаллах веществ), образующих твердое тело. Так, высокой прочностью обладают магнийфосфатные цементы, поскольку Mg имеет как высокие электростатические характеристики (ионный потенциал равен 5.12), так и заметную способность образовывать ковалентные связи. Для систем типа цементных прочность камня тем выше, чем выше доля ковалентности связи, при этом, однако, необходимо, чтобы координационные числа (к. ч.) катиона в цементирующих фазах не были ниже 4. Для материалов, полученных на основе связок, прочностные свойства тем выше, чем большая степень полимерности достигается при отвердевании связки — чем более сшитым получается полимерное тело. Это, видимо, имеет место в том случае, когда степень ионности связи в полимере существенна, а к. ч. катиона равно 4. При к. ч.=2- -3 образуются линейные или слоистые полимеры, макромолекулы которых в полимерном теле связаны молекулярными или водородными силами, что делает такие тела менее прочными по сравнению со сшитыми полимерами, например кварцем. С этой точки зрения высокие механические характеристики будут получаться при использовании связок на основе многозарядных элементов (А1) и особенно многозарядных -элементов (2г, Сг). [c.10]

По характеру сил связи твердые кристаллические тела можно условно разделить на следующие четыре группы ионные кристаллы (Na l, LiF, окислы и др.), в которых основным видом связи является иониая атомные кристаллы (алмаз, кремний, германий и многие химические соединения), в которых основные связи ковалентные металлические кристаллы. с характерной металлической связью молекулярные кристаллы, в которых связь осуществляется в основном силами Ван-дер-Ваальса. Рассмотрим кратко природу сил связи в этих кристаллах и их основные свойства. [c.15]

Молекулярные кристаллы. Наиболее общим видом связи, возникающим между любыми атомами и молекулами, является связь Ван-дер-Ваальса. Почти в чистом виде она проявляется между молекулами с насыщенными химическими связями (О2, Нг, СН4 и др.), а также между атомами инертных газов. В общем случае ван-дер-ваальсова связь включает в себя дисперсионное, ориентационное и индукционное взаимодействия. [c.20]

КРИСТАЛЛЫ валентные (атомные) содержат в узлах кристаллической решетки нейтральные атомы (С, Ge, Те и др.), между которыми осуществляется гомеополярная связь, обусловленная квантово-механическим взаимодействием глобулярные представляют собой частный случай молекулярных кристаллов и имеют вид клубка полимеров жидкие обладают свойствами как жидкости (текучестью), так и твердого кристалла (анизотропией свойств) внутри малых объемов идеальные не имеют дефектов структуры иопные обладают гетерополярной связью между правильно чередующимися в узлах кристаллической решетки положительными и отрицательными ионами квантовые характеризуются большой амплитудой нулевых колебаний атомов, сравнимой с межатомным расстоянием металлические образуются благодаря специфической химической связи, возникающей между ионами кристаллической решетки и электронным газом (Си, А1 и др.) молекулярные (Лг, СН , парафин и др.) формируются силами Ван-дер-Вальса, главным образом дисперсионными нитевидные вытянуты в одном направлении во много раз больше, чем в остальных оптические [активные поворачивают плоскость поляризации света вокруг падающего линейно поляризованного луча анизотропные обладают двойным лучепреломлением, состоящим в том, что луч света, падающий на поверхность кристалла, раздваивается в нем на два преломленных луча двуосные имеют две оптические оси, вдоль которых свет не испытывает двойного лучепреломления одноосные (имеющие одну оптическую ось отрицательные, в которых скорость обыкновенного светового луча меньше, чем скорость распространения необыкновенного луча положительные, в которых скорость распространения обьпсновенного светового луча больше, чем скорость распространения необыкновенного луча))] КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ— образование кристаллов из паров, растворов, расплавов веществ, находящихся в твердом состоянии в процессе электролиза и при химических реакциях [c.244]

Эта глава посвящена более подробному обсуждению различных типов химических связей и описанию электронных переходов в молекулах. Рассматриваются некоторые квантов оме ханическне методы расчета спектров молекул, строение и некоторые свойства молекулярных кристаллов. [c.37]

Вначале мы остановимся на анизотропии, обусловленной исключительно ориентационными эффектами. Самый простой способ получить анизотропную плотность — это взять жидкость с анизотропными молекулами, имеющую дальний ориентационный порядок. В этом случае анизотропия функции р (г) отражает ориентационное упорядочение молекул в отсутствие их, позиционного порядка. Примером может служить одноосное ориентационное упорядочение палочкообразных молекул, имеющее место в термотропных мсСтических жидких кристаллах, используемых в ин-, дикаторах электронных калькуляторов и наручных часов. Есть еще один, менее очевидный способ получить анизотропную плотность р(г) даже тогда, когда в веществе отсутствует, дальний пространственный порядок. МожнО иметь так называемый дальний порядок ориентации связей , который не следует путать с дальним порядком в ориентации молекулярных осей . Понятие ориентации связей было также введено Л. Д. Ландау, в> приложении к двумерным адсорбированным слоям, и лишь недавно оно было применено к жидким кристаллам. Состояние с дальним порядком в ориентации связей можно представить себе следующим образом (рис. 2) кристалл утратил трансляционный порядок своей решетки, срхранив. лишь ориентационную анизотропию межмолекулярных. сил. Подчеркнем, что речь идет не о каких-то реальных химических связях между соседними молекулами, а просто о фиксации локальных осей по всему образцу.. . [c.24]

КН), а химически сенсибилизированные микрокристаллы со щелочногалоидными кристаллами, содержащими Ji-центры. Глазер [45] нашел, что эти A -центры создают дополнительное поглощение в кристаллах бромистого калия, содержащих /-центры. Он обнаружил, что образование /-центров излучением, поглощаемым /-центрами или длинноволновой частью собственной полосы поглощения щелочногалоидного кристалла, не связано с измеримым перемещением электричества. Это указывает на то, что электроны должны перемещаться только на весьма короткие (молекулярные) отрезки, подобные тем, которые, согласно постулированному выше, существуют между /-центрами и ионами серебра в несенсибилизированных эмульсиях. С другой стороны, образование /-центров в щелочногалоидных кристаллах, содержащих. Х -центры, связано с фотоэлектрическим током измеримой величины, что указывает на значительное перемещение электронов в этом случае. Ничего определенного пока еще нельзя сказать относительно природы этих JI-ueHTpoB в щелочногалоидных кристаллах. На их существование указывает также появление флуоресценции. Независимо от того, состоят ли центры светочувствительности, созданные сернистым серебром, из пустот, подобных пустотам в несенсибилизированных микрокристаллах, но только более крупных и редких, или же из агрегатов атомов серебра, кажется весьма достоверным, что они образуют глубокие электронные ловушки. В отличие от мелких ловушек в несенсибилизированных эмульсиях, большая часть электронов, освобожденных из ионов брома, падает в эти ловушки и лишь изредка рекомбинирует с исходными атомами брома. С другой стороны, вследствие ограниченного числа этих ловушек ионы серебра должны переместиться на довольно большие расстояния для того, чтобы их достигнуть однако если ловушка уже достигнута, то эти ионы удерживаются прочно и отклонение от взаимозаместимости при низких освещенностях должно быть слабым. Понижение температуры уменьшает подвижность ионов серебра на их довольно продолжительном пути к заряженному центру светочувствительности и тем самым препятствует достижению этого центра до его распада. [c.319]

При взаимодействии света с кристаллическим веществом могут происходить многообразные явления 1) энергия фотонов частично или целиком переходит в энергию теплового движения 2) свет вызывает в твердом теле химические реакции, фотоэффект 3) кристалл излучает ( ютоны той же или измененной частоты. Процессы преобразования световой энергии в кристалле обычно тесно связаны с ее перемещением из одних мест кристалла в другие. Такое перемещение частично осуществляется механизмом реабсорбции и главным образом экситонами Френкеля в молекулярных кристаллах и экситонами Ванье — Мотта, электронами и дырками в полупроводниках и диэлектриках. [c.575]

Делокализован 1ой связью обладают металлы. Мы рассмотрим ее в 6. Помимо данных трех основных типов химической связи —. металлической, ковалентно и ноннон — есть также другие, более слабые типы свяЗ 1 (связь ван дер Ваальса. между нейтральными молекулами или атомами инертного газа, водородная связь между атома.мп водорода в молекулярных кристаллах). Эти типы связи здесь рассматривать не будем. [c.14]

Если один и тот же атом (ион) в различных кристаллах образует разные типы химической связи, то у него будет несколько радиусов — ковалентный в кристалле с ковалентной связью ионный в кристалле с ионной связью металлический в металле ван-дер-ваальсов в молекулярном кристалле. Влияние типа химической связи можно проследить на следующем примере. В алмазе все четыре химические связи являются ковалентными и образованы sp -гибридами, поэтому все четыре соседа данного атома находятся на одном и том же расстоянии от него (d = 1.54 А) и ковалентный радиус углерода в алмазе будет равен 0.77 А. В кристалле мыщьяка расстояние между атомами, связанными ковалентными связями (d-i = 2.52 А), значительно меньще, чем между атомами, связанными силами Ван-дер-Ваальса ( 2 = 3.12 А), поэтому у As будет ковалентный радиус, равный 1.26 А, и ван-дер-ваальсов, равный 1.56 А. [c.53]

Некоторые свойства ионных кристаллов —соединений металлов с частично заполненными З -оболочками —хорошо объясняются в рамках теории поля лигандов, созданной на основе предложенной Бете и Ван-Флеком теории кристаллического поля для твердых тел. Согласно теории поля лигандов, химическая связь в кристаллах соединений металлов является чисто ионной, ионы рассматриваются как точечные заряды, а их электрическое поле (с несферической симметрией ) вызывает расщепление 3 -уровня иона металла. Теорию поля лигандов можно использовать для объяснения строения как комплексных соединений, так и различных твердых веществ, и в общем виде с учетом связывающих орбиталей лигандов она ближе к теории молекулярных орбиталей, чем к теории кристаллического поля. Для учета отклонений от простого кулоновского взаимодействия точечных зарядов вводятся параметры, включающие степень ковалентности связи, поляризационные искажения за счет соседних зарядов, величину отклонения от сферической симметрии ионов с частично заполненной -оболочкой. С помощью теории групп можно объяснить и предсказать расщепление атомных уровней, соответствующее тому или иному типу симметрии внутреннего электрического поля в кристалле. [c.47]

Молекулярно-кинетический метод определения равновесной формы кристалла основан на том, что элементы плоскостей кристаллической решетки на поверхности равновесной формы имеют одинаковую среднюю работу отделения. Это положение аналогично термодинамической формулировке о том, что грани равновесной формы обладают одинаковым химическим потенциалом. При этом элементы должны быть связаны по меньшей мере так же прочно, как в полукристаллическом положении. [c.322]

Явления Д. в твердых телах имеют огромное значение в молекулярной физике и технологии металлов и тесно связаны с наблюдаемыми в них молекулярными процессами (установление термодинамич. равновесий в твердых растворах при кристаллизации, рекристаллизация, возможная адсорбция одного из компонентов сплава на внутренних или внешних поверхностях раздела). Сварка и спайка металлов в известной степени связана с Д. На Д. углерода в сталь основан процесс lfe-ментации (см.) — поверхностного науглероживания (железных или стальных) изделий, т. е. повышения содержания углерода в наружном слое, напр, деталей машин, инструментов (обычно до 0,9%), что позволяет после закалки создать изделия с твердым наружным слоем и мягкой, вязкой сердцевиной. Все большее значение приобретает цементация железа и стали другими металлами алюминием (калоризатц1Я, или алитирование), хромом (хромизация), вольфрамом, кремнием, бором, цинком. Все ати процессы основаны на Д. соответствующего данного вещества — металла — в железо. Сюда же относится и азотирование (азотизация), связанное с (отчасти химической) окклюзией азота наружным слоем железа и последующей Д. в металле. Азотирование ведет к весьма сильному повышению твердости наружного слоя. Обратный процесс обезуглероживания (при производстве ковкого чугуна) — обратная цементация — такн е основан на Д. С диффузией в твердых телах тесно связан вопрос о подвижности ионов в кристаллах и аморфных телах (стеклах) при электролитич. переносе. Д. в кристаллич. решетке зависит от направления и резко возрастает с темп-рой. [c.461]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...