3 Сурет. Сілтілік металл кристаллында иондардың орналасуы [16]

Аттас зарядталған бөлшектердің кулондық итеру күштері нысандарды байланыстыратын электрондардың электростатикалық тартылуын теңелтеді. Олардың пішіні, биіктігі сілтілік металдың бүйір жағының базисі тұрақты a_w кристалдық торына тең квадрат бипирамидаға сәйкес келеді. Байланыстыратын электрондар сілтілік металл ішіндегі алты оң ионнан тұратын жүйеде ортақ болады және соңғысын кулондық итеру күшінен ұстап тұрады. Сілтілік металл кристалындағы тұрақты трансляциялық тордың a_w мөлшері сілітілік металл ішіндегі коваленттік байланыстың мөлшерінен әлдеқайда жоғары болады. Сол себепті, электрондар металл ішінде еркін қозғалыста болады деп қарастырылады [17].

Кристаллдық торлардың сипаттары. Металдарың көпшілігі симметриялық торлардың келесі түрін құрайды: кубты көлемдік орталықтанған, кубты шекті орталықтанған және гексогональды. Кубты көлемдік орталықтанған торда атомдар кубтың жоғарғы жағында және бір атом көлемдік кубтың ортасында орналасқан. Осындай торға ие металдардың қатарына, Pb, K, Na, Li, β-Ti, β-Zr, Ta, W, V, α-Fe, Cr,Nb, Ba, т.б жатқызуға болады. Ал кубты шекті орталықтанған кристалды торда атомдар кубтың төбесінде және шектің ортасында орналасқан. Бұл кристалдық торға мыналарды жатқызамыз: α-Ca, Ce, α-Sr, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, γ-Fe, Cu, α-Co және т.б.

Ал гексогональды торға алты қырлы призма негізінде жоғарыда және орталықта орналасқан атомдар, ал 3 атом призманың орталық жазықтығында орналасқан. Мұндай кристалдық торға Mg, α-Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, β-Co, Be және т.б жатады.

Басқада қасиеттері. Еркін қозғалыстағы электрондар жоғары электр және жылу өткізгіштікті қамтамасыз етеді. Көптеген металлдар аса қаттылыққа ие. Мысалы, хром, молибден, тантал, вольфрам, т.б. Металлдық байланысқа ие заттардың барлығы пластикалық беріктілікке ие. Себебі, атомдар орын ауыстырғанда металлдық байланыс үзілмейді.

Сутекті байланыс. Бұл байланыс түрі, сутегі атомы келесі бір теріс зарядталған атоммен байланысқа түскенде пайда болады. Мысалы, оттегі, фтор, азот, хлор және т.б атомдар. Бұл байланыс түрі әлсіз болғанымен, табиғатта өте маңызда рөл атқарады. Сутекті байланыс молекулааралық және молекулаішілік болуы мүмкін [18].

Қасиеттері. Сутекті байланыстың энергиясы ковалентті байланысқа қарағанда әлдеқайда аз болады, 40 кДж/моль- дан аспайды [19]. Алайда бұл энергия молекулаларды біріктіруге жеткілікті, яғни димерлер мен полимерлерді біріктіруге. Молекулалардың бірігуі балқу және қайнау темперетурасының аномальды өсуіне себепші. Мысалы, фторсутек, су, аммиак. Бұл байланыстың түрі ионды және ковалентті байланыстан әлсіз болсада, молекула аралық және ішілік байланысуларда маңызды орын алады. Сутекті байланыс көп жағдайда судың және көптеген органикалық сұйықтардың (спирт, корбон қышқылы, карбон қышқылдарының амиды, эфирлер) физикалық қасиетін сипаттайды. Сутекті байланыстың мықтылығы полярлы комплекске байланысты және ~ 6 кДж/моль тербеледі.

1.3 Кристаллды торлар

Кристалдарда сипаттаған кезде кристалдық тор ұғымына сүйенеміз. Олар кеңістіктік тор сияқты атомдар мен молекулалардан және иондардан құралады. Олар осылай кристалдық тор түзеді. Геометриялық жағынан қарағанда, бөлшектердің кристалда периодты түрде орналасуын параллель көшіру немесе трансляция көмегімен жасауға болады [7]. Мысалы, 3 өс бойымен трансляция көмегімен мынадай тор алуға болады:

ox –кесіндісінде, 2a, 3a, … ma;

oy – кесіндісінде, 2b, 3b, … nb;

oz – кесіндісінде, 2c, 3c, … pc .

Кез келген бөлшектің осындай торда орналасуын мына вектормен анықтаса болады.

. (1.5)

Мұндағы, трансляция векторлары, ал олардың сандық мәні трансляция периодтары деп аталады. Қандай да бір үш бағытпен трансляция арқылы құрылған тор Бравэ кристаллдық торы деп аталады.Үш өлшемді торларда Браве ұяшығы шекті орталықтанған, көлемді орталықтанған, примитивті, ромбоэдрлік болып кездеседі. Примитивті трансляция жүйесі көптеген векторларынан тұрады, ал қалғандары бірнеше қосымша трансляциялардан тұрады (4 сурет).

Примитивті Базоцентрленген Шекті Көлемді Ромбоэдрлік орталықтанған орталықтанған