химический каталог




Структурная неорганическая химия. Том 3

Автор А.Уэллс

иода для образования связи доступны 3d-, 4s- и 4р орбитали (всего их девять), максимальное число связей должно образоваться при наличии у атома девяти электронов. Такое число электронов в первом, втором и третьем длинных периодах имеют атомы Со, Rh и 1г соответственно. У атомов предшествующих им элементов число используемых электронов меньше девяти, а у атомов последующих элементов число электронов больше числа доступных орбиталей. Полинг подверг теоретическому анализу природу связи во многих металлах и некоторых сплавах и ее влияние на длины связей в кристаллах. Ниже кратко изложена его теория резонанса в применении к структурам металлов.

29.3. Теории металлической связи

В традиционной теории металлического состояния, развившейся из предшествующей теории электронного газа Друде и Лоренца, методы волновой механики распространены па рассмотрение поведения электрона в трехмерном периодическом поле, периодичность которого соответствует кристаллической решетке. Возможные состояния электронов описываются в терминах разрешенных энергетических полос (зон), отделенных друг от друга интервалами запрещенных энергий. Эта теория дает удовлетворительную картину поведения обычных проводников, полупроводников и изоляторов. Теория успешно применяется при расчетах таких свойств ряда металлов, как размеры и энергия решетки, сжимаемость (при задании только типа кристаллической структуры, например ГЦК). Однако она не дает объяснения механических свойств вне пределов эластичности, поскольку в этом случае проявляется зависимость от вторичной структуры (мозаичность, дислокации и т. д.). Мы не собираемся более подробно излагать кваптовомеханическую теорию металлов. Подчеркнем лишь, что в зонной теории совокупность электронов рассматривается как целое первоначально в простом трехмерном периодическом поле, а затем з поле, модифицированном в предположении, что в окрестности атома волновые функции имеют ту же симметрию, что и функции (s, р п Полинг [1] придерживается точки зрения, согласно которой между металлическими и обычными ковалентпымп связями" пет существенного различия (впервые эту мысль высказал Голь.т-шмидт в 1928 г.). Однако в металлических кристаллах в отличие от обычных кристаллов с ковалентпыми связями, как правило, реализуются очень высокие координационные числа. Более того, в таких металлах, как натрий, для образования 8+6 связей в ОЦК-структуре доступны только четыре орбитали (одна s и три р). Полинг предположил, что н образовании связей участвуют все или большинство внешних электронов атома, включая d-электроны в случае переходных металлов, п что существует особый тип резонанса (см. ниже). Из этих положений следует, что кратность связи н валентность .могут быть дробными величинами. Уменьшение размеров атомов в ряду К, Са, Sc, Ti, V (аналогично от Rb к Nb и от Cs к Та) и примерное постоянство размеров атомов для элемента V—VIII групп в каждом ряду переходных металлов объясняется следующим образом. При переходе от К к V происходят увеличение числа связывающих электронов от 1 до 5 и постепенный рост числа ковалентных связей, участвующих в резонансе, и, следовательно, монотонное уменьшение межатомных расстояний. Далее предполагается, что у атомов элементов от Сг до Ni в связывании участвуют не все девять имеющихся орбиталей (одна s, три р и пять d), а лишь 5,78 из них являются устойчивыми связывающими spd-орбиталями, еще имеются 2,44 атомной не-связывающей rf-орбнтали, а оставшиеся 0,78 металлической орбитали обеспечивают несинхронный резонанс между отдельными валентными связями. Эти значения были вычислены из магнитной восприимчивости (при насыщении) ферромагнитных железа, кобальта и никеля. Электронные структуры Полнит для ряда металлов приведены в табл. 29.6. У атомов Сг, Мл и Fe число d-злектронов меньше, чем число орбиталей, так что спаривания спинов не происходит. Однако у атома Со на 3,-2

460 L'9. Металлы и сплавы

29.3. Теории металлической связи 461

электрона приходится 2,44 орбитали, поэтому количество пар электронов составляет 0,78, а магнитный момент понижается до 2,44—0,78= 1,66 (j,B.

Такое представление о постепенном формировании оболочки За-электронов при переходе от Сг к Ni может объяснить различие (приводящее, например, к образованию сверхструкгуры в твердых растворах) между такими сходными элементами, как Fe и Со или Со и Ni. Этот подход можно сравнить с обычно принятым объяснением магнитных свойств переходных металлов.

страница 160
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202

Скачать книгу "Структурная неорганическая химия. Том 3" (7.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
свадебные букеты гламелия фото
Рекомендуем фирму Ренесанс - модульные лестницы металлические - оперативно, надежно и доступно!
кресло t 9950
Удобно приобрести в КНС Нева Asus K501UQ 90NB0BP2-M01100 - Санкт-Петербург, ул. Рузовская, д.11, тел. (812) 490-61-55.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)