ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ, кристаллич. в-ва, в к-рых все атомы объединены ковалентными связями, образующими пространств, каркас (т.е. гомодесмич. кристаллическую структуру). Обычно имеют ажурную структуру, т.е. в них отсутствует плотная упаковка (исключение - модификации ZnS). Для К. к. характерны высокая прочность, высокие т-ры плавления, малая электрич. проводимость при низких т-рах. Из простых в-в только С, его аналоги в периодич. системе и В образуют К. к. Для углерода известны две гомодесмич. модификации с тетраэдрич. координацией атомов - алмаз и лонсдейлит. Кристаллич. Si и Ge изоструктурны алмазу. В кристаллах В сосуществуют атомы с координац. числами 4, 5 и 6; б. ч. атомов располагается по вершинам икосаэдров (см. Бор). Макс. кол-во К. к. дают бинарные соед. неметаллов между собой и металлов (в осн. переходных) с неметаллами. Примеры структурных типов с тетраэдрич. координацией-сфалерит и вюрцит (модификации ZnS), представляющие собой структуры соотв. алмаза и лонсдейлита, в к-рых атомы С поочередно заменены на атомы Zn и S (атомы S образуют плотнейшую шаровую упаковку, атомы Zn занимают 1/2 тетраэдрич. пустот). Важные представители более сложных К. к. с тетраэдрич. координацией - модификации SiO2: кристобалит и тридимит, родственные соотв. алмазу и лонсдейлиту, а также наиб. стабильная модификация - кварц, обладающий менее симметричной и притом хиральной структурой. Типичные примеры К. к. с октаэдрич. координацией металла -ТiO2 (рутил и др. модификации), ReO3. Нехарактерная для Si октаэдрич. координация наблюдается в К. к. стишовита модификации SiO2, образующейся при высоком давлении К. к. более сложного состава встречаются сравнительно редко, напр. CuNCS. наиб. полные сведения о хим. связях в К. к. дают рентге-ноструктурные данные о пространств, распределении электронной плотн. r(r), хорошо согласующиеся с квантовохим. расчетами. Особенно наглядны данные о распределении деформац. электронной плотн. dr(r) = р(r) - р0(r), где р0(r) - электронная плотн. сферически симметричных валентно несвязанных атомов. Ф-ция dr(r) показывает, какие изменения в электронной плотн. атомов происходят в результате образования хим. связей; на линиях хим. связей обнаруживаются области с максимальной dr(r), в частности области drмaкс(r), отвечающие валентным парам электронов. В кристаллах кварца (в отличие, напр., от кристаллов алмаза) пики ф-ции dr(r) смещены в сторону от линий, соединяющих атомы Si и О, что свидетельствует о напряженности связей. Кроме того, наблюдается делокализация электронов вдоль фрагмента О—Si—О и смещение пиков dr(r) в сторону атомов О; связь Si—О частично двойная. Ф-ция r(r) дает объективную характеристику эффективных атомных зарядов. В случае кварца эти заряды близки к 1,0 е (где е-заряд электрона) для атома Si и - 0,5 е для атома О; в стишовите заряды увеличиваются соотв. до 1,7 и —0,85 е, что указывает на повышение нежности связи при увеличении координац. числа. Во всех модификациях SiO2 атом Si несколько сжат, а атом О расширен по сравнению с размерами своб. атомов. Аналогичные оценки эффективных зарядов в других К. к. обычно указывают на доминирующую роль ковалентной составляющей связи. Так, заряд на атоме Re в ReO3 близок к 0,9 е, на атоме Аl в Аl2О3 равен 0,4 е. Вместе с тем в СоАl2О4 со структурой шпинели заряды на атомах Со, Аl и О равны соотв. 1,5, 2,8 и - 1,8, что свидетельствует о значит. вкладе ионных сил. Однако в этом случае наблюдается сложное распределение dr(r): в окрестности атома Со с тетраэдрич. координацией имеется 8 отрицат. и 6 положит, избыточных пиков. Данные о распределениях r(r) позволяют в хорошем согласии с опытом рассчитывать св-ва К. к. П. М. Зоркий.


===
Исп. литература для статьи «КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ»: нет данных

Страница «КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков