Тема 2: Классификация твёрдых тел. Типы связи.

2.1. Классификация твёрдых тел

Силы, удерживающие частицы в кристалле – силы электростатического притяжения между противоположно заряженными частицами (электронами и ядрами), и силы отталкивания между одноимённо заряженными частицами (электронами и электронами, ядрами и ядрами). Характер межатомных сил лежит в основе классификации твёрдых тел. Согласно этой классификации, все твёрдые тела делятся на 4 типа:

1. Металлические

2. Ковалентные

3. Ионные

4. Молекулярные кристаллы

Кристаллы неорганических веществ с водородной связь, которая по своему характеру является в основном ионной, часто выделяют в отдельный тип:

5. Кристаллы с водородной связью (H₂O)

Водородная связь обусловлена электростатическим притяжением между атомом водорода и каким-либо сильно отрицательным атомом (О, F, N, Cl).

Характер межатомных сил взаимодействия определяется строением электронных оболочек взаимодействующих атомов. Как правило, в межатомных связях у большинства элементов принимают участие внешние валентные электроны. Число валентных электронов, способных участвовать в связи, периодически изменяется с возрастанием атомного номера Z, что является следствием периодического закона Менделеева.

При взаимодействии атомов одного сорта с атомами другого сорта характер химической связи определяется их способностью захватывать или отдавать электрон. Эта способность характеризует так называемой электроотрицательностью атомов Х:

где Э – энергия сродства к электрону, I – ионизационный потенциал.

Энергию, освобождающуюся при присоединении к электрону к нейтральному невозбуждённому атому с образованием отрицательного иона – аниона – называют энергий сродства атома к электрону.

Первый ионизационный потенциал соответствует энергии, необходимой для отрыва электрона от нейтрального невозбуждённого атома с образованием положительно заряженного иона – катиона.

2.2. Типы связи

В соответствии с классификацией твёрдых тел вводят 3 основных типа связи:

1. Металлическая

2. Ионная

3. Ковалентная

Связь между электроположительными металлами и электроотрицательными неметаллами является ионной связью. Так как она осуществляется между противоположно заряженными ионами, то её называют гетерополярной.

Металлическая связь реализуется между металлами и металлами.

Ковалентная связь – между неметаллами и неметаллами.

Металлическая и ковалентная связь являются гомополярными.

Названные типы связи являются предельными случаями химического взаимодействия. В реальности чисто ковалентные или чисто ионные связи встречаются чрезвычайно редко. Практически все ковалентные связи носят частично ионный характер. Долю частично ионного характера ковалентной связи называют степенью ионности, которую определяют:

где Х_А и Х_В – степени взаимодействия атомов А и В.

Если степень ионности (относительная ионность) равна 1, то связь между атомами чисто ионная. Если степень ионности равна 0, то связь чисто ковалентная. Если 0 < С.И. < 1, то это – ковалентная связь с частично ионным характером. Чем больше разность электроотрицательности, т.е. чем дальше отстоят два элемента один от другого в ряду электроотрицательности, тем отчётливее проявляется ионный характер связи.

Лекция № 2 от 16.09.2011