Твердые, но хрупкие. Диэлектрики.

 

Атомные кристаллы.

В узлах кристаллических решеток располагаются атомы, связанные прочными ковалентными связями.

Высокая энергия кристаллической решетки, высокие прочность и температуры плавления.

Классический пример: алмаз, имеющий в узлах sр ³-гибридизованный атом углерода (С).

Алмаз обладает исключительно высокой твердостью, одной из самых высоких температур плавления, является диэлектриком, к.ч. углерода равно 4.

Алмазоподобную структуру имеют кремний (Si), силицид кремния (SiС); к атомным кристаллам принадлежат некоторые нитриды, например, нитрид бора (ВN).

Диэлектрики (алмаз), полупроводники (кремний, германий).

Металлические кристаллы.

 

В узлах металлических решеток расположены положительные ионы атомов металлов, имеющих низкие величины электроотрицательности и малые значения потенциалов ионизации.

Металлическая связь осуществляется взаимодействием большого числа обобществленных свободных, делокализованных, электронов внешних электронных оболочек атомов и соответствующих им положительных ионов, образующих кристаллическую решетку.

 

К металлическим кристаллам (металлам) принадлежат большинство элементов периодической системы.

Металлы отличаются характерным блеском и высокой отражательной способностью, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью при механических деформациях.

Энергия металлической связи меньше, чем ковалентной.

Специфика свойств d - и f -металлов объясняется возможностью взаимодействия электронов предвнешнего уровня с ионами решетки и повышению таким образом энергии кристаллической решетки.

Типы кристаллов и свойства веществ

 

 

Свойства веществ	Тип кристаллов
молекуляр-ные	атомно-ковалентные	ионные	металличес-кие
Частицы	Молекулы	Атомы	Ионы	Атом-ионы
Тип связей между частицами	Вандервааль-совы силы, водородные	Ковалентные	Ионные	Металличес-кие
Энергия связей	Невысокая	Высокая	Высокая	От средней до высокой
Температура плавления	Низкая	Высокая	Высокая	От низкой до высокой
Механичес-кие свойства	Мягкие	Очень твердые	Твердые и хрупкие	От мягких до очень твердых
Электричес-кая проводи-мость	Диэлектрики	От диэлект-риков до полупроводни-ков	Диэлек-трики	Электронная
Примеры веществ	Ar, O2, N2, CO2, H2O	C, Ge, Si, SiO2, SiC	KCl, CaF2, Na2CO3	Li, Ca, Zn, Ni

 

Кристаллы с несколькими типами связи.

В большинствереальных кристаллов - несколько типов связи.

Не существует чисто ионной или ковалентной связи. В реальных кристаллах всегда имеется доля как ионной, так и ковалентной составляющей.

В металлах d - и f -электроны дают ковалентную составляющую в металлическую связь.

Силы Ван-дер-Ваальса присутствуют во всех типах кристаллов.

Характеристики некоторых веществ

 

Вещество	Вид кристалла	Энергия кристаллической решетки, кДж/Моль	Температура плавления, °С	Электрическая проводимость при 298К, См×м-1
CH4	Молекулярный	10,0	–182	–
HCl	Молекулярный	21,3	–112	–
H2O	Молекулярный	50,2		–
C (алмаз)	Атомно-ковалентный			1×0-13
Ge	Атомно-ковалентный			1 - 2
NaCl	Ионный			1×0-15
Na	Металлический	108,3		2,4×107
Al	Металлический			3,8×107
Zn	Металлический			1,7×107
Mo	Металлический			1,3×107

 

В графите действуют два типа связи: наряду с прочными ковалентными связями в одном направлении кристаллической решетки, в другом направлении действуют лишь слабые силы Ван-дер-Ваальса.

 

 

ВЫВОД: определяющее влияние на свойства твердых тел оказывает природа химической связи между частицами.