химический каталог




КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ, кристаллич. вещества, в которых 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 КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ к. характерны высокая прочность, высокие температуры плавления, малая электрич. проводимость при низких температурах. Из простых веществ только С, его аналоги в периодической системе и В образуют КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ к. Для углерода известны две гомодесмич. модификации с тетраэдрич. координацией атомов - алмаз и лонсдейлит. Кристаллическая 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. количество КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ к. дают бинарные соединения неметаллов между собой и металлов (в основные переходных) с неметаллами. Примеры структурных типов с тетраэдрич. координацией-сфалерит и вюрцит (модификации ZnS), представляющие собой структуры соответственно алмаза и лонсдейлита, в которых 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 КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ к. с тетраэдрич. координацией - модификации SiO2: кристобалит и тридимит, родственные соответственно алмазу и лонсдейлиту, а также наиболее стабильная модификация - кварц, обладающий менее симметричной и притом хиральной структурой. Типичные примеры КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ к. с октаэдрич. координацией металла -ТiO2 (рутил и др. модификации), ReO3. Нехарактерная для Si октаэдрич. координация наблюдается в КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ к. стишовита модификации SiO2, образующейся при высоком давлении КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ к. более сложного состава встречаются сравнительно редко, например CuNCS. наиболее полные сведения о химический связях в КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ к. дают рентге-ноструктурные данные о пространств, распределении электронной плотность r (r), хорошо согласующиеся с квантовохимический расчетами. Особенно наглядны данные о распределении деформационные электронной плотность dr (r) = р(r) - р0(r), где р0(r) - электронная плотность сферически симметричных валентно несвязанных атомов. Функция dr (r) показывает, какие изменения в электронной плотность атомов происходят в результате образования химических связей; на линиях химических связей обнаруживаются области с максимальной dr (r), в частности области dr мaкс(r), отвечающие валентным парам электронов. В кристаллах кварца (в отличие, например, от кристаллов алмаза) пики функции 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. Функция 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 соответственно 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 свободный атомов. Аналогичные оценки эффективных зарядов в других КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ 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 соответственно 1,5, 2,8 и - 1,8, что свидетельствует о значительной 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 свойства КОВАЛEНТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ к. П. М. Зоркий.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
коробка с 12 пирожными
Рекомендуем фирму Ренесанс - лестницы на чердак раскладные - всегда надежно, оперативно и качественно!
кресло клио цена
боксы для хранения

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)