Физическая природа связей в кристалле




В узлах кр.решетки распространяются частицы. В зависимости от физической природы сил, действующих между этими частицами, в кристаллическом теле возможны несколько типов межчастичных связей: ионная, ковалентная (гомеополярная), металлическая и молекулярная.

Ионная связь

В узлах кристаллической решетки находятся «+» и «-» ионы. Силы электростатического притяжения между разноименными ионами больше, чем силы отталкивания между одноименными ионами. Ионная связь типична для неорганических соединений (например, NaCl, CsCl).

Ковалентная связь

В основе возникновения ковалентной (гомеополярной) связи лежит обменное взаимодействие между атомами посредством электронов, имеющее чисто квантовую природу.

Под влиянием ковалентной связи атомы не только устанавливаются на определенных расстояниях относительно друг друга, но и образуют определенные пространственные конфигурации. Ков.связь возникает между двумя атомами за счет образования общей пары валентных электронов, по одному из каждого атома. Такая связь бывает не только между атомами одного элемента, но и между атомами разных элементов. Такая связь очень прочна. Кристаллы отличаются высокой прочностью, твердостью, высокой температурой плавления.

Металлическая связь

В узлах находятся ионы. При образовании металлической структуры составляющие ее атомы сближаются настолько, что происходит перекрытие взаимодействия валентных электронов. В результате этого, валентные электроны получают возможность свободно перемещаться по всему объему металла. Они становятся общими, коллективизированными. Электронный газ является общим для всего кристалла и создает «цементирующее» действие, связывая очень прочно положительно заряженные ионы металла. Наличие сил отталкивания между ионами металла и стягивания электронами приводит к равновесному состоянию.

Молекулярная связь

В узлах – устойчивые молекулы, например, , , , , которые сохраняют свои индивидуальные особенности и удерживаются в узлах решетки силами Ван-дер-Ваальса.

Определение: твердое тело является металлом в том случае, если валентные электроны принадлежат всем атомам. Эти электроны свободно перемещаются под действием приложенного эл.поля. Электронная концентрация для металлов . Удельное сопротивление не превышает . Примеры металлов: Al, Au.

Определение: твердое тело, в котором валентные электроны прочно связаны со своими атомами, является диэлектриком. В этом случае, удельное сопротивление оказывается выше . Пример: кварц.

Определение: если каждый атом имеет 4 валентных электрона, являющихся общими для 4-х ближайших атомов, то такое твердое тело является полупроводником. При низких температурах полупроводник ведет себя подобно диэлектрику, с повышением температуры увеличивается число свободных электронов и проводимость материала. При Т=300К, удельное сопротивление порядка . Пример: Si (кремний), Ge (германий).

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-11-29 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: