Ковалентная связь направленность

Структура валентной оболочки — ns np (п = 3 для серы, 4 для селена, 5 для теллура. Элементы этой группы содержат два неспаренных р-электрона на внешней оболочке, поэтому две ковалентные связи от каждого атома могут быть направлены либо к одному атому (при этом будут образовываться двухатомные молекулы как в О2), либо к двум различным атомам (образуются многоатомные молекулы в виде замкнутых колец или бесконечных протяженных цепочек). Угол между соседними ковалентными связями, направленными к двум различным атомам, не должен сильно отличаться от 90°. Отличие может быть связано либо с частичной sp-гибридизацией волновых функций электронов, либо со взаимодействием между вторыми соседями. В кристалле кольца или изогнутые цепочки связаны между собой силами Ван-дер-Ваальса. Можно ожидать, что связи здесь будут еще слабее, чем в кристаллах VA подгруппы. Физические параметры элементов подгруппы приведены в табл. 2.3. [c.49]

В заключение подчеркнем, что наиболее характерная черта ковалентной связи—ее сильная направленность в пространстве, т. е. она образуется в тех направлениях, в которых локализуется электронная плотность. Вследствие направленности связи ковалентные кристаллы обладают высокой твердостью и хрупкостью. [c.81]

Ковалентная связь — связь в твердом теле, обусловленная обобществлением валентных электронов ближайших соседних атомов характеризуется выраженной направленностью. [c.282]

Характерные признаки ковалентной связи [12] — направлен ность, отсутствие смещения центра тяжести электронного заряда от одних атомов к другим, насыщенность. Некоторые из этих особенностей отчетливо видны на рис. 5.6 [2], где показано распределение электронов в ковалентных кристаллах С и Si. Наблюдающееся повышение концентрации вдоль линии, соединяющей [c.103]

Выше указывалось, что признаки существования направленной связи наблюдаются и для некоторых металлов, а также для ряда кристаллов ионного типа. Этот факт рядом исследователей связывается с проявлением ковалентной связи в металлах и ионных кристаллах. [c.105]

Характерными особенностями ковалентной связи являются ее насыщаемость и направленность. Насыщаемость состоит в том, что каждый атом способен образовать, ковалентную связь лишь с определенным числом соседей, чем определяется координационное числе [c.18]

Ковалентные связи, обладающие строгой направленностью, резко ослабляются уже при незначительных смещениях атомов друг относительно друга. При сдвиге эта связь разрушается раньше, чем атомы успевают установить ее с другими соседями. Поэтому кристаллы валентного типа (алмаз, кремний, германий и др.) являются хрупкими. [c.38]

Атомы углерода в структуре А. образуют четыре ковалентные связи с валентным углом 109 28 (направление связей совпадает с осями ig тетраэдра). Ср. значение пост, решётки а=3,56688 [c.60]

Химические М. в. К о в а л е н т н, о е М. в. имеет направленный, локализованный и насыщенный характер. При образовании хим. ковалентной связи происходят обобществление и концентрирование пары электронов на молекулярной орбитали, к-рая имеет прот [c.78]

Графит является паркетным полимером. Он имеет гексагональное строение (рис. 2), В плоскостях слоев между атомами существуют ковалентные связи, а между слоями — вандерваальсово взаимодействие, что предопределяет сильную анизотропию свойств вдоль параллельных и перпендикулярных направлений к плоскостям слоев. [c.19]

По величине U и онр металлы с о. д. к. решеткой занимают промежуточное положение между ковалентными кристаллами типа алмаза и типичными металлами, а по V даже ближе к ковалентным кристаллам. Таким образом, направленные ковалентные связи, если они появляются, уменьшают пластичность, [c.33]

Ковалентная связь характеризуется резкой направленностью и высокой прочностью. [c.16]

В высокопрочных материалах (ОЦК-металлы, оксиды, карбиды, силикаты, алмаз и т. д.) основную роль играют препятствия другого рода, а именно рельеф потенциального поля кристаллической рещетки, созданный направленными ковалентными связями. Направленные [c.21]

Для ОЦК щелочных металлов металлическая связь вдоль <111> гораздо сильнее, чем ковалентная вдоль <100), на что указывают очень большие отношения щ/ юо (см- табл. 3). Преобладание металлической компоненты связи над ковалентной характерно и и для ОЦК железа, где ш/ юо = 2,4. При переходе к ОЦК тугоплавким металлам V— VI групп отношение ш/ юо уменьшается до 0,51—1,6, что указывает на возрастание перекрытия р -оболочек и энергии ковалентных связей вдоль направлений <100> за счет уменьшения вклада металлических связей коллективизированных S-, d (eg)-электронов вдоль направлений <111>. Коэффициент анизотропии Л = 111/ 100 убывает в ряду Та (1,6)- W (1,0)-> V (0,79)- —Мо (0,76) -> Сг (0,69) Nb (0,51), что означает возрастание доли энергии ковалентных связей, направленных вдоль координатных осей, и уменьшение доли металлических s, d-связей, действующих вдоль объемных диагоналей ОЦК ячейки. Этому отвечает зарождение дислокаций <100>, которые образуются тем легче, чем меньше отношение ЕщЩюо, т. е. чем сильнее ковалентная связь по <100>. [c.62]

МОЖНО привести алмаз, в котором каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами углерода в направлении от центра тетраэдра к его вершинам (рис. 3). Таким образом создастся устойчивая восьмиэлектронная орбита около каждого атома углерода и вместе с тем каждый атом углерода приобретает по четыре ковалентных связи. Обилием ковалентных связей и высокой степенью симметрии решетки алмаза объясняется его исключительно высокая твердость. [c.9]

По признаку обобшествления валентных электронов металлическая связь совершенно идентична ковалентной. Это подтверждается распределением электронной плотности между атомными остовами. Разница в том, что в ковалентной связи электронные мостики имеют строго определенные пространственные направления, а для металлической связи характерно равномерное распределение электронной плотности. Согласно методу молекулярных орбиталей ковалентная и металлическая связи не различаются. Поэтому металлическая связь представляет собой такую же разновидность ковалентной связи, как донорно-акцепторная и дативная. [c.95]

Но у химических соединений из-за различия природы взаимодействующих атомов гомеополярная связь не возникает. Всегда один из атомов будет обладать ббльщим сродством к электрону, вследствие чего электронная пара сместится в его сторону. Смещение льюисовской электронной пары (поляризация ковалентной связи) происходит в направлении более электроотрицательного атома. [c.97]

Металлы характеризуются существованием частично заполненных энергетических зон, обеспечивающих высокую электропроводность этих веществ. При образовании кристаллов металлов электроны частично заполненных зон объединяются в газ (более точно — жидкость, но изучение вопросов, связанных с поведением электронной жидкости выходит за рамки этого курса) электронов проводимости. Результирующее поле, обусловленное ионами и электронами, в окрестности ионов металлов имеет, как правило сферически-симметричный характер. В связи с этим атомы металлов в первом приближении могут рассматриваться как сферы имеющие характерный радиус, а структуры кристаллов металлов — как системы, состоящие из равновеликих шаров. По этим же причинам металлическая связь не насыщена — к любой пape тройке,... атомов всегда может быть добавлен еще один. В результате металлы характеризуются, как правило, структурами с высокими координационными числами (КЧ). Около 2/3 элементов — металлов имеет структуру с КЧ 12 (ГЦК и ГПУ), околО 20% — структуры с КЧ 8 (ОЦК), остальные с несколько меньшими КЧ. Появление для ряда металлов структур с КЧ, меньшими максимально возможных, указывает на отличие потенциальных полей ионов в соответствующих случаях от сферически-симмет-ричных. Это явление обычно объясняют подмешиванием к металлической связи направленной ковалентной связи. [c.98]

Эти принципы, несмотря на свою упрощенность, играют и сейчас большую роль в кристаллохимии. Тем не менее на следующем этапе кристаллохимического анализа атомы нередко рассматриваются с учетом направленности ковалентных связей. В этом случае их точечные симметрии будут соответствовать направленности этих связей. Определенную точечную симметрию имеют и многоатомные комплексы (острова), причем их симметрия может быть и некристаллографической. Стоит отметить, что иногда связи между такими комплексами также могут рассматриваться как приблизительно центрально-симметричные. [c.155]

В высокосимметричных структурах с почти центральными силами координационные числа обычно больше—12, (8+6), (6+8) и т. п. (8+6 — это атомы 1-й и 2-й координационных сфер, радиусы которых не очень сильно различаются), в структурах с направленными (ковалентными) связями — 3,4,6. [c.161]

Ковалентные связи являются направленными, причем углы между связями зависят от числа и типа электронов, принимающих участие в образовании связи. Так, у элементов IVB подгруппы (С, Si, Ge) электронные оболочки s-орбиталей имеют сферическую форму, а электронные оболочки трех р-орбиталей вытянуты в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Образующиеся в кристаллической рещетке этих элементов гибридные sp-орбитали имеют одинаковую форму и направлены к вершинам правильного тетраэдра. У элементов подгруппы VB только три неспаренных электрона каждый атом связан ковалентными связями только с тремя ближайшими соседями (рис. 3,6), при этом образуются двух- [c.8]

Собственная проводимость. Полупроводник, не содержащий примесей, в нормальных условиях обладает так. называемой собственной проводимостью. Например, в германии — элементе IV группы — между атомаг.ш в кристаллической решетке существуют парноэлектронные (ковалентные) связи под влиянием теплового движения появляются свободные электроны и часть ковалентных связей нарушается. Одновременно со свободными электронами появляются и положительные носители, так называемые дырки. Понятие дырки означает вакантное место — недостаток электрона в атоме и нарушение одной из связей. Вакантное место может запять валентный электрон соседнего атома тогда нарушенная связь восстанавливается, по зато исчезнет связь в другом месте, откуда был переброшен электрон там появится дырка. Хотя этот процесс представляет собой переход электрона, он вместе с тем сопровождается как бы перемещением дырки в противоположном направлении. [c.171]

Большее практическое значение (по сравнению с рассмотренными) имеют иониты, параметры кристаллической решетки которых могут изменяться в известных интервалах. Примером пространственной структуры кристаллической решетки ионитов такого типа может служить решетка, образованная рядом наложенных друг на друга чередующихся плоскостных структур двух различных типов. Плоскости одного типа образованы группами атомов (обычно Si04 или AIO4), связи между которыми являются ковалентными. Отдельные такие плоскости связаны ограниченным числом также ковалентных связей (через атомы кислорода). В пространстве между указанными плоскостями находятся ионы, заряд которых противоположен по знаку заряду плоскостей (совокупность этих ионов образует плоскость второго типа). Ионы могут мигрировать в образуемом ими плоскостном элементе и замещаться другими ионами (того же знака заряда). Изменение при этом величины заряда и радиуса ионов приводит лишь к изменению расстояния между плоскостными элементами первого типа, но не к разрушению кристаллической решетки. В плоскость, образуемую мигрирующими ионами, могут внедряться также молекулы воды, приводя к соответствующему увеличению параметров кристаллов в направлении оси, перпендикулярной указанным плоскостям. Своеобразие структуры объясняет высокую скорость диффузии ионов в твердой фазе ионита. Такая структура (и подобные ей) характерна для многих минеральных ионитов. [c.173]

Соединения с ковалентной связью образуются чаще всего из элементов IV и близких к ней групп периодич. системы, имеют небольшие координац. числа. Комплексные соединения образуются островами на основе направленных связей металлов комплексообразователеп (напр., [ o(NH3)fl]-i, [Pt lJ-i). [c.517]

Неподелённые пары могут осуществить X. с. при условии, что у вступающего в неё др. рма не заполнена внеш. электронная оболочка (электронной пробел ). Такого рода связь является разновидностью ковалентной связи и наз. координационной X. с. (или донорно-акцепторной связью). Она изображается стрелкой, направленной в сторону отрицательно заряженного атома (акцептора), к-рую иногда заменяют простой чертой, обозначая при этом знаки заряда у атомов [c.408]

Графит является одной из аллотропических разновидностей углерода. Это полимерный материал кристаллического пластинчатого строения. Он образован параллельными слоями гексагональных сеток (плоскостей) (рис. 234). В узлах каждой ячейки располагаются атомы углерода. Межатомное расстояние равно 0,143 нм. Между атомами действуют силы прочной ковалентной связи. Отдельные плоскости расположены на расстоянии 0,335 нм и связаны между собой ван-дер-ваальсовыми силами. Слоистая структура графита и слабая связь между соседними плоскостями обусловливают анизотропию всех свойств кристаллов графита во взаимно перпендикулярных направлениях. Между отдельными пластинками в решетке графита имеются свободные электроны, сообщающие графиту элегсгро- п теплопроводность, металлический блеск. [c.505]

Ковалентная связь, при которой валентные электроны обобществлены определенными атомами так, что каждый из партнеров приобретает устойчивую электронную конфигурацию. Эта направленная связь приводит к высокому тепло- и электросопротивлению (поскольку нет свободных электронов) и отсутствию пластичности (поскольк> атомы жестко связаны друг с другом). Ковалентная связь характеризуется тем, что электроны распределены одновременно и приблизительно равномерно около обоих ядер. Ковалентные связи характерны для элементов, зани.угающих про.межуточное положение. между металла.ми и неметаллами, таких как В,С, Si, Ge, As, Sn, Sb, Bi, Se, Те и др. Если электроны, образующие связь, расположены ближе к одном из двух атомов, то говорят, что связь имеет ионный характер. [c.28]

При увеличении заряда атомных ядер и заполнении свободных орбит области между двумя ядрами постепенно становятся относительно более привлекательными для электрона по сравнению с другими частями гфостранства. Электроны все больше стремятся локализоваться в этих областях, в результате чего появ тяются частично ковалентные связи с их направленным характером между соседними атомами. [c.43]

Итак, ненаправленную металлическую связь можно рассматривать, как разновидность направленной ковалентной связи Она возникает в том случае, когда атомы имеют мало валентных электронов по сравне-нгао со свободными валентными орбитами и когда эти валентные электроны слабо удерживаются ядром [c.43]

Металлы можно сделать более твердыми п тем введения в них добавок элементов, которые способствуют образованию направленных ковалентных связей. Сплавы тверже и прочнее, чем чистые металлы. Лу чший пример - сталь и чистое железо. Прочность при растяжении чистого железа может быть увеличена в 10 раз путем добавления только 1% углерода и еще меньших количеств нике.ля и марганца. Твердость и прочность сплавов можно объяснить особенностями образующихся химических связей. Атомы введенных добавок могут образовать локализованные и жесткие связи. Это ведет к уменьщению способности слоев атомов к скольжению относительно друг друга, в результате чего уменьшается ковкость и увеличивается твердость. Часто при добавлении даже следов углерода, фосфора, серы относительно мягкие и легко поддающиеся обработке металлы становятся очень хрупкими. [c.46]

Пример зависимости формирования DX-центров от некоторых из упомянутых условий — структуры кристалла, зарядового состояния примеси и внешнего гидростатического давления демонстрируют расчеты [63] примесей О, Si в вюртцитоподобной (в) и сфалеритоподобной (с) полиморфных модификациях A1N, GaN. Вычисления проведены в рамках теории функционала электронной плотности самосогласованным методом неэмпирического псевдопотенциала в моделях 32- и 72-атомных сверхячеек. На конфигурационной диаграмме (рис. 2.8) четко прослеживается образование глубокого DX-цент-ра при сдвиге атома кислорода в анионном состоянии (О ) вдоль направления [0001] в e-AlN. Корреляционная энергия DX-конфи-гураций, в соответствии с (2.1), рассчитывалась как U = Е + Е -- 2Е , где Е > — энергия образования дефекта в зарядовом состоянии q. Видно (см. табл. 2.4), что для О 1/ < 0 при значительном релаксационном смещении примеси, тогда как для нейтрального (и катионного) состояний дефектов дополнительные (метаста-бильные) минимумы Е > отсутствуют, и их наиболее устойчивой позицией является узел замещаемого элемента (азота). Любопытно, что для -A1N DX-состояний для примесного кислорода не возникает. Этот факт объясняют [63] различиями во взаимодействиях 0 с атомами матрицы, составляющими третью координационную сферу дефекта. В e-AlN третью сферу О" в направлении [0001] образуют атомы А1, рис. 2.9. Значительный релаксационный сдвиг 0 ( 0,9 А) уменьшает дистанцию О—А1 от 3,1 A (в нерелаксированной решетке) до -2,06 A, что лишь на -0,2 A больше равновесного состояния А1—О (1,89 А) в оксидах алюминия. Это указывает на причину формирования стабильного DX-центра в e-AlN как следствие образования сильной ковалентной связи А1—О. Наоборот, в -AlN ближайший атом А1 в [c.48]

В твердых растворах замещения преобладающей связью между атомами является металлическая. В растворах внедрения вместе с металлической может возникать и ковалентная связь. Например, каждый атом углерода, растворенный в ОЦК решетке альфа-железа, два валентных электрона отдает на образование металлической связи, а два других — на образование ковалентных направленных трехцентровых (Ее—С—Ее)-связей с двумя ближайшими атомами железа. Ковалентная связь на порядок сильнее металлической. Особенности межатомных связей в зернах твердых растворов предопределяют их прочностные и другие свойства. [c.60]

Определенная аналогия между металлами VIA группы (хром, молибден, вольфрам) и полупроводниками с решеткой алмаза № ковалентной связью (алмаз, кремний, германий, серое олово) привела к исследованию специфики пластической деформации в кристаллах с направленными связями. В таких кристаллах должны быть велики силы трения между движущимися дислокациями и решеткой (см. гл. VIII)—соответственно велики напряжения Пайерлса —Набарро. [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...