Химическая связь ковалентная связь

Существуют кристаллические материалы, химические связи в которых относятся к разным типам. Например, углерод в алмазной фазе -полупроводник, являющийся ковалентным кристаллом (см. рис. 1.7), а хорошая электропроводность углерода в фазе графита связана с заменой у четырехвалентного углерода ковалентных связей вдоль [c.33]

Наиболее типичны первые две химические связи — ковалентная и ионная. [c.9]

Кроме двух наиболее типичных химических связей — ковалентной и ионной различают межмолекулярные связи, возникающие вследствие действия универсальных сил Ван-дер-Ваальса, и металлические связи. [c.10]

Химическая структура этих и некоторых других полимеров приведена таблицей 10.1. Термин полимер макромолекула, или длинноцепочечная молекула) применим к молекуле достаточно большого молекулярного веса (от 10 до 10 ) и большой длины образованной посредством п-ковалентных связей п, или СП, — степень полимеризации) между идентичными мономерными группами (разделенными в таблице 10.1 пунктирными линиями). Молекулярная масса мономеров в отдельных случаях имеет порядок 15- 100. Обычно к концам молекулярной цепи присоединены другие группы. Молекулярная цепь может быть линейной (имеется два и только два конца) или разветвленной (имеется больше чем два [c.286]

Мышьяк. Мышьяк также существует в трех разных модификациях (белый, серый и аморфный), из которых серая кристаллическая и аморфная модификации обладают полупроводниковыми свойствами. Термодинамически устойчивым при нормальных условиях является серый мышьяк, кристаллизующийся в ромбоэдрической решетке. Кристалл серого мышьяка имеет гофрированно-слоистую структуру (рис. 2.15,в). Ее можно представить состоящей из двухслойных пакетов, суперпозиция которых дает ромбоэдрическую структуру кристалла. Таким образом, каждый атом имеет три ближайших соседа в соседнем слое того же пакета на расстоянии йх = 2.52 А, с которыми он связан ковалентными связями, и три более удаленных соседа из соседнего пакета на расстоянии 2 = 3.12 А. Углы между направлениями межатомных связей в одном пакете (96.65°) указывают на то, что ковалентные связи образуются в результате перекрытия простых р -орбиталей. Соседние пакеты связаны между собой в основном слабыми силами Ван-дер-Ваальса, однако в химической связи между соседними пакетами присутствует значительная доля металлической составляющей. Смешанный характер связей накладывает отпечаток на степень совершенства структуры и на электрические свойства они явно анизотропны, а подвижность носителей заряда оказывается существенно ниже, чем в элементах с трехмерной ковалентной структурой. [c.48]

По литературным данным расстояние между атомами в решетке у-фазы латуни почти не отличается от расстояний, наблюдаемых в решетках чистых металлов меди и цинка. Это обстоятельство говорит о том, что в у-фазе латуни преобладает металлическая природа химической связи- Однако у сплава алюминий-медь в аналогичной фазе расстояние между атомами алюминия меньше, чем в решетке чистого алюминия это указывает на наличие ковалентной связи между ними. Разноименные атомы, т. е. атомы меди и алюминия, в решетке З-фазы также сближены по сравнению со средними междуатомными расстояниями у решеток чистых компонентов — это является признаком ионной связи м ежду этими атомами. Однако отдельная группа атомов меди в 8-фазе имеет расстояние такое же, как и в решетке меди, — последнее является признаком металлической связи. Таким образом, в 8-фазе сплава алюминий-медь имеется наложение металлической, ковалентной и ионной связей. [c.101]

С другой стороны, адсорбционная теория опирается на тот факт, что большинство металлов, подчиняющихся определению 1, являются переходными металлами в периодической системе (т. е. они имеют электронные вакансии или неспаренные электроны в d-оболочках атома). Наличие неспаренных электронов объясняет образование сильных связей с компонентами среды, особенно с Оа, который также содержит неспаренные электроны (что приводит к появлению парамагнетизма) и образует ковалентные связи в дополнение к ионным. Кроме того, переходные металлы имеют высокую температуру возгонки по сравнению с непереходными, что благоприятствует адсорбции компонентов окружающей среды, так как атомы металла стремятся остаться в кристаллической решетке, а образование оксида требует выхода из нее. Образование химических связей при адсорбции кислорода переходными металлами требует большой энергии, поэтому такие пленки называются хемосорбционными, в отличие от низкоэнергетических пленок, называемых физически адсорбированными. На поверхности непереходных металлов (например, меди и цинка) оксиды образуются очень быстро и любые промежуточные хемосорбционные пленки являются короткоживущими. На переходных металлах хемосорбированный кислород термодинамически более стабилен, чем оксид металла [22]. Многослойная адсорбция кислорода, характеризующаяся ослаблением связей с металлом, приводит с течением времени к образованию оксидов. Но подобные оксиды менее существенны при объяснении пассивности, чем хемосорбционные пленки, которые продолжают образовываться в порах оксида. [c.81]

Ковалентную химическую связь часто в литературе называют валентной, атомной или обменной связью. Она может образоваться взаимодействием или спариванием валентных электронов. Если атомы одинаковы, например, в молекулах водорода Н2, щелочных металлов в газообразном состоянии Lh, К2, Na2, галогенов СЬ, Вгг, азота N2 — связь неполярная, при взаимодействии разных атомов, например НС1, — полярная. [c.9]

Каждая ковалентная связь между атомами образуется при спаривании их валентных электронов (с противоположными спинами). Поскольку валентные возможности атомов ограничены, важнейшее свойство ковалентной связи — насыщаемость химических сил сродства. [c.9]

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]

Различают две группы межатомных и межмолекулярных связей, имеющих электрическую природу 1) физические (ван-дер-ваальсовские) и 2) химические (ионная, ковалентная, металлическая, водородная, донорно-акцепторная и их сочетания). Прочность химических связей (энергия, требуемая для разъединения вещества на отдельные молекулы, атомы или ионы) составляет десятки и сотни килоджоулей, а физических — доли и единицы килоджоуля. [c.433]

Образование точечных дефектов требует значительных затрат энергии. Эта энергия находится в прямой зависимости от прочности химических связей и пропорциональна энергии связи в кристалле. Так, чтобы создать вакансию в кристалле германия или кремния, надо разорвать четыре ковалентные связи. Вычисления показывают, что энергия образования вакансии в германии равна примерно 3,2-10-- 9 Дж (2 эВ), а в кремнии 3,7-Ю- Дж (2,3 эВ). Однако несмотря на это, при относительно высоких температурах существование дефектов является энергетически выгодным. Дело в том, что введение дефектов не только увеличивает внутреннюю энергию кристалла, но и увеличивает его энтропию. Таким образом, для заданной термодинамической температуры Т свободная энергия F—E—TS минимальна при некоторой концентрации дефектов. Последняя определяется балансом энергетической и энтропийной составляющих F. [c.88]

Ситуация становится более сложной, поскольку для атома одного и того же элемента радиусы (ковалентный, металлический, ионный) не совпадают между собой. Это свидетельствует о зависимости эффективных радиусов не только от природы атомов, но и от характера химической связи, координационного числа и других факторов. [c.20]

Различают четыре типа химической связи ионную, ковалентную, металлическую и Ваш-дер-Ваальса. Последняя ха- [c.94]

Она не имеет классического аналога и является продуктом чисто квантовых закономерностей движения микрочастиц. Обменная энергия играет важную роль не только для объяснения энергетических уровней атомов, но и в теории химической связи молекул она обусловливает возникновение ковалентной химической связи в молекулах. [c.278]

Существует два типа химической связи а) ионная связь, б) ковалентная связь. [c.298]

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]

Адгезия и смачивание - сложные комплексные явление, зависящие от многих параметров. Конечный результат развития адгезии - адгезионное соединение, характсризз ется комплексом собственных параметров, неаддитивно связанных с параметрами исходных компонентов. Возникновение даже относительно редкой сетки межфазных химических связей кардинально изменяет весь комплекс характеристик адгезионного соединения В слл ае превышения энергией связи межд адгезивом и субстратом энергии водородных связей, деформация адгезионных систем подчиняется закономерностям когезионного (вн трифазного) происхождения. В результате наблюдается своеобразный парадокс, когда существ тощие теории адгезии и смачивания фактически сводятся к описанию образования систем с достаточно слабыми (ван-дер-ваальсовыми и водородными) связями, а на практике стремятся к генерированию максимально прочных (ковалентных и ионных) межфазных связей. Поэтому в настоящее время остаются акт> альными такие научные задачи, как [c.104]

Механизмы поляризации веществ различны и зависят от характера химической связи (рис. 31). Например, в ионных кристаллах (Na l и др.) поляризация является результатом деформации электронных оболочек отдельных ионов (электронная поляризация) и сдвига ионов относительно друг друга (ионная поляризация). В кристаллах с ковалентной связью (например, в алмазе) поляризация обусловлена главным образом смещением электронов, осуществляющих химическую связь. В полярных диэлектриках (например, в твердом HjS), в которых молекулы или радикалы представляют собой [c.92]

Главная валентность, или ковалентная связь, возникает при наличии неподеленной электронной пары между двумя атомами, в отличие от электровалентной связи, при возникновении которой электрон от одного атома переходит к другому. Ковалентная связь является основным видом прямой химической связи между атомами органических соединений. Это есть та сила, которая связывает группы атомов в молекулы, а также сочетает молекулы между собою в пленках, превращаемых за счет тепла или сшивающих агентов. [c.52]

Согласно первой теореме подобия, процессы и явления в трех рассматриваемых категориях должны быть общими и пропорциональными [65]. В нашем случае соблюдается подобие химических, физических, физико-химических и электрохимических процессов и явлений. Так, очевидно, что основой ПИНС, как и основой любых нефтепродуктов, является химическое строение веществ, стерические факторы, полярность и поляризуемость молекул, энергии основных химических связей (ковалентная, координационная, ионная связь) и молекулярные взаимодействия — электроно-донорно-акцепторные (эда-взаимодей-ствия), комплексы с переносом заряда (кпз), водородные связи, взаимодействия, обусловленные силами Ван-дер-Ваальса (индукционное, ориентационное, дисперсионное взаимодействие), комплексы свободных стабильных радикалов (кср), а сле- [c.41]

Пе останавливаясь на особенностях природы сил взаимодействия, отметим слеяуюптие виды связи частиц в твердых телах связь Ван-дер-Ваальса, ионная связь, ковалентная связь, металлическая связь и водородная связь [37, 74]. Наиболее универсальной является связь Ван-дер-Ваальса. Она возникает во всех без исключения случаях. Вместе с тем это наиболее слабая связь с энергией порядка 10" Дж/моль, характерной для мало устойчивых и легко летучих структур с низкими точками плавления. Ионная связь является типичной химической связью, широко распространенной среди неорганических соединений. К таким соединениям относятся интерметаллические соединения, например, карбиды и нитриды, а также окислы металлов, сульфиды и другие полярные соединения [278. Энергия ионной связи составляет 10 Дж/моль, что характерно для соединений с высокой точкой плавления. В некоторых металлах и во многих интерметаллических соединениях встречается ковалентная связь с энергией 10 Дж/моль. Металлическая связь, возникаюш,ая [c.17]

Электроотрицательность элемента является мерой способности его атомов принимать валентные электроны, и поэтому относительные электроотрицательности элементов качественно характеризуют вероятность образования промежуточных фаз и природу связи в них. Электроотрицательности элементов были недавно использованы для обсуждения характера химической связи в полупроводниковых промежуточных фазах. К этому вопросу мы вернемся позднее при обсуждении полупроводников. Природу связи между атомами в промежуточных фазах до некоторой степени характеризует также координационное число. Вещества с преимущественно ковалентным или ионным характером связи имеют координационное число меньше восьми, тогда как металлы могут иметь координационные числа до 16. В тех структурах, где существенную ролв играет размерный фактор, координационные числа должны быть максимальными, а характер связи между атомами преимущественно металлическим. [c.221]

По характеру соединения атомов друг с другом различают шесть основных видов химической связи ковалентную неполярную ковалентную, полярную, или гомеопо-лярную ионную, или гетерополярную донорно-акцеп-торную металлическую межмолекулярную. [c.27]

В заключение отметим еще один основной тип связи, действующий между молекулами, уже образованными ковалентными или ионными связями, и приводящий к кристаллическим структурам с отчетливо сохраняемой химической тождественностью молекул. Примером такой связи служит решетка 8102. Эта молекулярная или, как её называют, ван-дер-ваальсовская связь возникает между нейтральными атомами, находящимися в такой непосредственной близости, что их электронные облака подчинены дальнодействующим силам взаимодействия орбитных электронов соответственно обоих облаков. Возникающие при резонансе электронов соответствующих орбит поляризационные силы понижают общий потенциал пропорционально 1/г и ведут, таким образом, к притяжению атомов или молекул. Эти ван-дер-ваальсовские силы относительно слабы по сравнению с другими силами связи, но все же значительны в некоторых к ристалличе-ских решетках и особенно в случае поверхностных явлений. В газообразном состоянии фтор и хлор связаны ковалентными связями, в твердом же состоянии они удерживаются ван-дер-вааль-совокими силами в виде кристаллической решетки. Невысокая точка кипения галоидов (Рг — 187° С С г — 34,6° С Вгг — 58,78° С) является признаком их слабой связи. Когда ковалентные связи атомов с высокой валентностью распределяются между двумя соседними атомами, образуются очень большие молекулы, которые могут принять форму либо спиральных структур, как в случае селена и серы, либо двухмерных решеток, как у сурьмы. Четырехвалентные атомы ведут к образованию трехмерных решеток, как, например, в случае алмаза, кремния, германия и олова, где каждый атом расположен в центре тетраэдра, а координационное число равно четырем. [c.159]

Для халькогенидов -переходных металлов характерно наложение нескольких типов химической связи ковалентной — между атомами халькогенов, металлической н ионной — между атомами металлов, с одной стороны, и атомами или группами атомов халькогена, с другой. Большинство соединений имеют высокие температуры нлавления, уменьшающиеся в ряду 5 — 5е — Те. [c.6]

Процессы хемосорбции развиваются во времени и замедляются уже образовавшимися продуктами реакции. Первичным актом любого хемосорбционного процесса является адсорбция с постепенным возникновением хемосорбционных соединений и проникновением их во внутренние слои металла. Максимально возможная толщина хемосорбционной фазы зависит не только от наличия внутренних трещин и других дефектов поверхности металла, но и от процессов диффузии, причем не только ПАВ, но и ионов металла к границе раздела фаз. В случае хемосорбции между ПАВ и металлом могут образовываться все виды химических связей ковалентная, координационная, л-1Комплекс, ЭДА-комплекс (КПЗ) и т. д. Таким образом, энергия связи хемосорбционной фазы с ювенильным металлом на один — два порядка выше, чем энергия связи с ним адсорбционной фазы. Это объясняет устойчивость хемосорбционной фазы к внешним воздействиям температуре, механическим нагрузкам, электролиту, другим ПАВ и пр. [c.58]

Рассмотрим далее молекулярную структуру при нестехиомет-рических составах. В случае Т1—Те было обнаружено, что ожидаемое электронное поведение сушественно различно в зависимости от того, образует ли избыточный элемент химические связи (Т1гТе+Те) или нет (T Te-fTl). Сильная ионная связь М—А не запрещает ковалентного связывания избыточных атомов А. Например, кажется возможным, что в сплавах Na—Те могут существовать цепные молекулы ионов (Te ) - в области составов, богатых Те. Лучшим аргументом в пользу такого поведения служит способность избыточного элемента образовывать ковалентные связи с самим собой. Это наводит на мысль, что элементы групп IVB, VB и VIB периодической системы, особенно более легкие, могут связываться ковалентно, когда отклонения от стехиометрии происходят за счет их избытка. Тяжелые элементы из групп IV и V, такие как Sn или Bi, по-вндимому, действуют подобно элементам групп И и III и вступают в металлическую связь, когда находятся в избытке. С другой стороны, электронное поведение сплавов As Se, обсуждаемое в 8, приводит к представлению о ковалентном типе связи As и Se, когда они находятся в избытке по сравнению с составом As2Se3 [138, 139]. Аналогично электрические свойства многих сплавов Те и Se указывают на ковалентное связывание избыточного халькогена. [c.182]

Соединения в шлаке могут иметь различные Химические связи — от связи, близкой к чисто ионной (гете-рополярной), когда возможна практически полная диссоциация молекулы на ионы, до связи, близкой к ковалентной (гомеополярной), когда диссоциация пренебрежимо мала. Разная полярность молекул оксидов и солей возникает в результате различия в электроотрицательности элементов, участвующих в их образовании, и она обусловливает неодинаковую степень диссоциации соединений на ионы. Так, степень диссоциации свободного оксида СаО больше, чем FeO, так как химическая связь СаО. ближе к ионной, чем связь FeO, ввиду большего различия в электроотрицательности кальция и кислорода, чем железа и кислорода. Силикат a2Si04 диссоциирует больше, чем шпинель Са(ЛЮ2)2, так как в образовании силиката принимают участие кальций и кремний, имеющие большее различие в электроотрицательности, чем кальций и алюминий, участвующие в образовании шпинели. [c.76]

Кристаллы германия и других полупроводпиков имеют атомную кристаллическую решетку (11.7.1.2°). Плоская схема структуры кристалла германия изображена на рис. П1.3.11. Четыре валентных электрона каждого атома Ое связаны с такими же электронами соседних атомов химическими парноэлектронными связями (ковалентная связь) (VI.3.3.Г). В чистом кристалле германия и в кристаллах других полупроводниковых элементов при низких температурах свободных электронов нет, и такие кристаллы в этих условиях являются хорошими диэлектриками. [c.244]

Металлические атомные радиусы переходных металлов, как правило, меньше, чем металлические атомные радиусы непереходных металлов, что отражает большую прочность связи в металлах переходных элементов. Эта особенность обусловлена тем, что металлы переходных групп и ближайшие к ним в периодической системе металлы имеют электронные -оболочки, а электроны в -состояниях могут принимать участие в образовании химической связи. Упрочнение связи может быть связано отчасти с появлением ковалентной составляющей связи и отчасти с ван-дер-ваальсовым взаимодействием ионных остовов. В кристаллах железа и вольфрама, например, электроны в -состояниях вносят существенный вклад в энергию связи. [c.56]

Обменное взаимодействие. Химическая связь. Молекула представляет собой связ. систему ядер и эл-нов, между к-рыми действуют электрические (кулоновские) силы (притяжения и отталкивания). Т. к. ядра значительно тяжелее эл-нов, эл-ны движутся гораздо быстрее и образуют нек-рое распределение отрицат. заряда, в поле к-рого находятся ядра. В классич. механике и электростатике доказывается, что система такого типа не имеет устойчивого равновесия. Поэтому, даже если принять устойчивость атомов (к-рую нельзя объяснить на основе законов классич. физики), невозможно без специфически квантовомеханич. закономерностей объяснить устойчивость молекул. Особенно непонятно с точки зрения классич. представлений существование молекул из одинаковых атомов, т. е. с ковалентной хим. связью (напр., простейшей молекулы — На). Оказалось, что св-во антисимметрии электронной волн, ф-ции так изменяет хар-р вз-ствия эл-нов, находящихся у разных ядер, что возникновение такой связи становится возможным. [c.260]

Линейные макромолекулы (рис. 8.5, а) имеют форму цепей, в которых атомы соединены между собой ковалентными связями. Отдельные цепи связаны межмолекулярными силами, в значительион степени определяющими свойства полимера. Наличие в цепях разветвлений (рис. 8.5, б) приводит к ослаблению межмолекулярных сил и тем самым к снижению температуры размягчения полимера. Пространственные структуры (рис. 8.5, й) получаются в результате химической связи (сшивки) отдельных цепей полимеров либо в результате поликонденсации или полимеризации. Большое значение для свойств сшитого полимера имеет частота поперечных связей. Если эти связи располагаются сравнительно редко, то образуется полимер с сетчатой структурой. [c.427]

Например, при контакте полиамидного клея со сталью возникают химические соединения, где атом азота (полиамида) делит свои два электрона с атомами железа (стали). Одновременно между атомами кетогруппы С=0 и атомом кислорода в оксиде железа возникает дополнительная ионная связь. Таким образом, возникает так называемое хелатное соединение. Другие клеи (на основе толуилендиизоцианитов) при взаимодействии с атомами кремния (стекла) образуют ковалентные связи. [c.16]

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]

Из всех типов хим ческой связи для 1полуп ровадник 0вых Веществ первостепенное значение имеет ковалентная связь с электронной парой. Для примера рассмотрим химическую связь в таком модельном полупроводнике, как кремний. В нормальном состоянии у атома кремния имеются четыре валентных электрона Зз и Зр . Их распределение по орбиталям показано на рис. 36 (а — нормальное, б — возбужден- [c.97]

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]

Большая склонность этих материалов к образованию стекол связана с присутствием атомов халькогена, которые, как правило, двухвалентны и образуют две сильные (ковалентные) химические связи с соседними атомами. С одной стороны, это приводит к образованию молекул в виде длинных цепочек или слоев и обусловливает высокую вязкость расплава, препятствующую кристаллизации при его охлаждении. С другой стороны, атомы халькогена, связанные с соседними атомами лишь двумя химическими связями, играют роль шарниров , благодаря которым отдельные фрагменты молекулы могут легко поворачиваться относительно друг друга. Это позволяет таким молекулам принимать разнообразные геометрические формы в зависимости от расположения соседних молекул, что также препятствует перестройке атомов в кристаллическую решетку, т, е. кристаллизации материала. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...