Ионные кристаллы
ионная связь
Зависимость первого потенциала ионизации от порядкового номера элемента
Первый потенциал ионизации – энергия необходимая для отрыва электрона от нейтрального невозбужденного атома
Сродство к электрону – энергия, освобождающаяся при присоединении электрона к нейтральному невозбужденному атому с образованием аниона
Энергия связи ионных кристаллов
Стрелками показаны направления сдвига электронной плотности в структурах типа NaCl
Энергия взаимодействия между двумя ионами i и j
|
b |
q |
2 |
|
|
|
rij |
|
q2 |
|
|
|
|
; |
U |
|
exp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Uij rn |
r |
|
|
r |
||||||
|
ij |
|
|
|
||||||
|
ij |
ij |
|
|
|
|
|
|
ij |
|
Полная энергия одного иона в кристалле
Ui Uij
j
Полная энергия решетки кристалла U NUi
Энергия Маделунга
|
|
|
|
|
R |
|
q2 |
|
|
|
|
exp |
|
|
|
|
|
для ближайших пар ионов |
|
||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Uij |
|
1 |
q2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для всех других пар ионов |
|
|||
p |
R |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ij |
|
|
|
|
|
|
|
|
Постоянная Маделунга
m ( )
j pij
Энергия кристаллической решетки из 2N ионов
U |
N m q2 |
|
|
||
|
|
|
|
||
R |
R |
||||
1 |
|
||||
6 |
0 |
|
0 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
Объемный модуль упругости для структуры NaCl
|
q2 |
|
R |
2 |
|
|
B |
m |
|
|
0 |
|
|
|
|
|||||
|
18R4 |
|
|
|
||
|
|
0 |
|
|
|
|
Сравнение с экспериментом (KCl)
m |
1,75 |
0,3 10 8 см |
R0 |
3,14 10 8 см |
|
B |
1,97 1011 дин / см2 |
|
U |
|
mq |
2 |
|
|
|
7,26 эВ |
U |
|
|
|
|
|
|
7,397 эВ |
||||||
N |
|
R |
||||||||
R |
|
1 |
|
|
|
|||||
|
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
N exp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ковалентные кристаллы
Ковалентная связь
Два атома водорода на большом расстоянии друг от друга.
Плотность электронных облаков: 1- изолированных атомов; 2- при простом сложении;
3- при обобществлении электронов.
U s 2E0 K A
1 S 2
Ua 2E0 K A
1 S 2
Энергия связи двух атомов водорода в симметричном Us (2) и антисимметричном Ua (1)
состояниях.
Металлические кристаллы
Металлическая связь
Распределение электронной плотности между узлами кристаллической решетки алюминия.
Водородная связь
Сравнение различных видов связи
Элемент |
Ne |
Ar |
N2 |
O2 |
CO |
CH4 |
|
||||||
U ,103 Дж / моль 1,9 |
8,4 |
6,6 |
8,2 |
8,4 |
10,8 |
|
Элемент
U ,105 Дж / моль
Газ
U ,105 Дж / моль
Кристаллы
U ,105 Дж / моль
LiF 
NaCl 
KCl 
RbCl 
10,15 7,65 6,95 6,67
CO |
H2 |
N2 |
O2 |
10,8 |
4,4 |
9,5 |
5,0 |
алмаз 
Si 
Ge 6,8 4,4 3,5
МК
ИК
М 
КС
КК