11) Классификация кристаллов по типу связей. Жидкие кристаллы.

В зависимости от вида химической связи различают следующие типы кристаллических решёток: атомные (ковалентные), ионные, металлические и молекулярные.

Атомные (ковалентные) кристаллы – построены из атомов, соединённых между собой ковалентными связями(алмаз) (элементарная ячейка представляет собой гранецентрированный куб, в котором ещё дополнительно вписано 4 атома углерода). Основные характеристики: а=0,3456 нм, к=4 (равно числу гибрид орбиталей) n=⅛ ^. 8+½ ^. 6+4=8; n=8. Расстояние между атомами углерода=0,154 нм,алмаза=3,51г/см³(Ge и Si, B, SiO₂). Атомные кристаллы отличаются наличием насыщаемости и направленности ковалентных связей. Характерно: высокая tпл, прочность, тепло/электропроводность, не раствор. в обычных растворителях.

Ионные кристаллы – представляют собой совокупность чередующихся ''+'' и '' – '' заряженных ионов, расположенных в узлах кристаллической решётки и связанных между собой ионной связью(KOH,Na₂CO₃,BeO). Координационные числа в таких кристаллах зависят от отношения эффективных радиусов r_{катиона}/r_аниона, так как r_к<r_а: r_к/r_а≈ 01 k=8 (CsCl) ОЦК. 0,41 0,73 k=6 (NaCl) решетка куб. 0,23  0,41 k=4 (ZnS-сфалерит) алмазоподобная решетка.Характерно: высокая прочность, но хрупки; t_пл и t_кип; тепло/электропроводность, раствор. в обычных растворителях.

Металлические кристаллы-представляют собой совокупность чередующихся (+)заряженных катионов металла, связанных между собой металлической связью – к ним относятся все S, d, f, а также часть p-элементов. Образуются решетки ГЦК, ГПУ с координационным числом К=12. Характерно: Высокая твёрдость, пластичность; ковкость, тягучесть; высок t_пл и t_кип; тепло/электропроводность;метал блеск.

Молекулярные кристаллы – состоят из нейтральных молекул, соединённых между собой силами межмолекулярного взаимодействия (Ван-дер-Вальсовыми силами) (Н₂, N₂, С0₂, H₂O) Характерно: низкие значения энергий, твердости, t_пл и t_кип; высокой летучестью.

Кристаллы со смешанными связями. Существует большая группа твёрдых веществ, в кристаллах которых одновременно реализуются разные по типу связи(графит).

Жидкие кристаллы— вещества, обладающие одновременно свойствами как жидкостей, так и кристаллов. По структуре ЖК представляют собой жидкости, похожие на желе, состоящие из молекул вытянутой формы(1887г).

Классификация жидких кристаллов: смектические- жидкие кристаллы могут быть образованы веществами, молекулы которых имеют вытянутую сигарообразную форму. (мыльные пузыри). Смектический слой обладает важнейшим свойством твердого кристалла - анизотропией оптических свойств; нематические - вещества содержат нитевидные частицы, которые либо прилипают к стенкам сосуда, либо остаются свободными; холестерические- это в основном производные холестерина. Здесь плоские и длинные молекулы собраны в слои. Тончайшие соседние молекулярные слои в холестерическом жидком кристалле немного повернуты друг относительно друга, благодаря чему стопка подобных слоев описывает в пространстве спираль.

Свойства ЖК: отсутствие кристаллической решётки, наличие только ближнего порядка. Под действием механических перегрузок или изменений температуры тела могут закристаллизоваться. Текучесть. Изотропны. Нет фиксированной t_пл.