Виды связей в кристаллах

В твёрдых телах наблюдаются пять основных видов химической связи: ван-дер-ваальсовская (между атомами), ионная (между заряженными ионами), ко-валентная, металлическая, водородная. Рассмотрим каждую из них по отдель­ности.

Ван-дер-ваальсовская связь – энергетически слабая связь. Энергия связи равна 10⁴ Дж/моль. Такая связь существует в инертных газах (Ne, Ar, и др.), газах (ки­слород, азот, водород), органических и неорганических соединениях. Вещества, имеющие эту связь, слабо устойчивы, летучи, имеют низкую температуру плав­ления.

Ионная связь – сильная связь. Энергия связи составляет примерно 10⁶ Дж/моль. Она существует в ионных кристаллах (рис. 1.8). Вещества с этой связью имеют высокую температуру плавления, большую теплоту сублимации.

Ковалентная связь – сильная связь. Энергия связи примерно равна 10⁶ Дж/моль. Она широко распространена в органических и интерметаллических соединениях, алмазах, полупроводниковых веществах. Вещества с этой связью имеют высокую температуру плавления, большую теплоту сублимации.

Рис. 1.8.Структура NaCl                          Рис. 1.9.Структура металла

Металлическая связь – сильная связь. Энергия связи достигает значения 10⁶ Дж/моль. Она возникает в результате обобществления валентных электро­нов в кристаллической решётке металлов (рис. 1.9).

Металл имеет две подсис­темы: кристаллическую решётку и электронный газ с концентрацией электро­нов n = (10²⁶ – 10²⁹) м^–3.

Водородная связь – относительно слабая связь с энергией связи меньше 10⁴ Дж/моль. Она возникает в результате связи атома водорода с атомами с вы­сокой степенью электроотрицательности: атомами кислорода (О), фтора (F), азота (N), хлора (Cl).