Физика твердого тела: Письменные лекции. Шерстюк А.И. - 13 стр.

UptoLike

Составители: 

высокие точки плавления. Ионные кристаллыв основном диэлектрики.
Многие из них прозрачны в широком диапазоне частот.
Ковалентные кристаллы. Ковалентная (гомеополярная) связь возникает
между нейтральными атомами за счет перекрытия электронных облаков
двух соседних атомов. Обычно она осуществляется двумя электронами с
противоположными спинами, по одному от каждого атома, которые
создают состояния с повышенной электронной плотностью в
межъядерном пространстве. Образовавшийся таким образом
отрицательный заряд между атомами стягивает их между собой, стремясь
максимально приблизить друг к другу. Энергию связи, возникающую в
результате попарного обобществления электронов, часто называют
обменной.
Характерными особенностями ковалентной связи являются ее
насыщаемость и направленность. Насыщаемость состоит в том, что
каждый атом способен образовывать ковалентную связь лишь с
определенным числом соседей. Ковалентная связь образуется в том
направлении, в котором расположена наибольшая
часть электронного
облака. Это и означает, что ковалентная связь носит направленный
характер. Типичным примером кристаллов с ковалентной связью
являются кристаллы углерода, кремния и германия, имеющие структуры
типа алмаза. Энергия ковалентной связи составляет сотни килоджоулей на
моль, т.е. сравнима с энергией ионной связи. Ковалентные кристаллыв
основном полупроводники и диэлектрики.
Металлические кристаллы. Металлическая связь возникает вследствие
взаимодействия положительных ионов решетки с электронным газом:
электроны, находящиеся между ионами, “стягивают их между собой,
уравновешивая силы отталкивания. Энергия металлической связи
сравнима с энергией ковалентной связи. Металлы обладают высокой
электро- и теплопроводностью, вызванной наличием свободных
электронов. Этим же объясняется также непрозрачность и высокая
отражательная способность металлов.
Молекулярные кристаллы. В узлах решетки находятся определенным
образом ориентированные нейтральные молекулы, связанные между
собой слабыми дисперсионными (ван-дер-ваальсовыми) силами. В чистом
виде они проявляются между молекулами с насыщенными химическими
связями и между атомами инертных газов. Дисперсионная связь является
наиболее универсальной и вместе с тем наиболее слабой связью с
энергией порядка нескольких
килоджоулей на моль. Типичными
кристаллами такого типа являются CO
2
, H
2
O,O
2
,N
2
в твердом состоянии