ВУЗ:
Составители:
При достаточном сближении частиц между ними возникают силы взаимодействия. Независимо от природы этих сил
общий характер их остаётся одинаковым (рис. 1.3): на относительно больших расстояниях возникают силы притяжения F
пр
,
увеличивающиеся с уменьшением расстояния между частицами r (кривая 1); на небольших расстояниях возникают силы
отталкивания F
от
, которые с уменьшением r увеличиваются значительно быстрее, чем F
пр
(кривая 3). На расстоянии r = r
0
силы отталкивания уравновешивают силы притяжения, и результирующая сила F обращается в нуль (кривая 2). Различают
несколько видов химической связи.
Рис. 1.3. Зависимость силы взаимодействия атомов от расстояния между ними
Гомеополярная (ковалентная) связь. При этой связи у веществ объединение атомов в молекулу достигается за счёт
электронов, которые становятся общими для пар атомов. Плотность отрицательно заряженного облака между
положительными ядрами является наибольшей, например молекула водорода на рис. 1.2, в. Такую связь называют
гомеополярной или ковалентной. Появление состояния с повышенной плотностью электронного заряда в межъядерном
пространстве и приводит к возникновению сил притяжения.
Молекулы с гомеополярной связью бывают неполярными или полярными (дипольными) в соответствии с
симметричным или асимметричным строением (рис. 1.4).
Гомеополярная связь типична для органических молекул. Вместе с тем она может наблюдаться и у твёрдых веществ
неорганического происхождения, если их кристаллические решётки состоят из атомов. Примерами подобных веществ
являются алмаз, кремний, германий, карбид кремния (SiC) и др.
Рис. 1.4. Примеры неполярной (слева) и полярной (справа) молекул
Ковалентная связь характеризуется высокой прочностью. Подтверждением этому является высокая твёрдость и высокая
температура плавления.
Гетерополярная (ионная) связь возникает вследствие перехода валентных электронов от металлического атома к
металлоидному, что является причиной электростатического притяжения разноимённо заряженных ионов друг к другу. Этот
вид связи существует в ионных кристаллах. Типичным примером ионных кристаллов являются галоидные соли щелочных
металлов.
Наименьшей электроотрицательностью обладают атомы щелочных металлов, которые легко отдают электрон и
отличаются малой энергией сродства к электрону. Наоборот, наибольшую электроотрицательность имеют атомы галогенов,
которые охотно принимают электрон для завершения внешней электронной оболочки.
Металлическая связь существует в системах, построенных из положительных ионов,
находящихся среди свободных коллективизированных электронов. Металлическую связь
можно рассматривать до некоторой степени как ковалентную, поскольку в основе её лежит
обобществление внешних валентных электронов. Специфика металлической связи состоит в
том, что в обобществлении электронов участвуют все атомы кристалла, и обобществлённые
электроны не локализуются вблизи своих атомов, а свободно перемещаются внутри всей
решётки, образуя «электронный газ». Не имея локализованных связей, металлические
кристаллы (в отличие от ионных) не разрушаются при изменении положений атомов, т.е. им
свойственна пластичность при деформациях. Благодаря наличию свободных электронов
металлы обладают высокой электро- и теплопроводностью.
1
2
3
r
0
r
F
1.5. Элементы зонной
теории твёрдого тела
+
+
+
+
Молекула 1
Молекула 2
H
C
H H H
C
H
H
H H
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
