Ковалентная связь в Si

Из периодической системы элементов Д.И.Менделеева находим, что атом Si на уровне 3р имеет два электрона и вакансии для четырех электронов. Каждый атом Si в твердом состоянии стремится притянуть по одному е^- от каждого из

четырех соседних атомов для того, чтобы иметь заполненную оболочку 3р. Поскольку не существует преимущественного выбора атомов, каждый атом Si стремится дополнить свои два 3s - электрона и два 3р электрона в такой же мере, как и соседние атомы.

Если кремний находится в твердом состоянии, его атомы расположены в пространстве некоторым регулярным образом и образуют кристаллическую структуру. Трехмерная картина ковалентных связей изображена на рис. 8.

В том случае, когда валентные е^- участвуют в образовании связи, как это показано на рис., вещество ведет себя подобно диэлектрику (для Si это наблюдается при Т⁰ около 0⁰К). Приток тепловой (с???????????? Т⁰) или лучистой энергии разрывает ковалентные связи, освобождая электроны. Энергия, необходимая для разрыва одной связи в атоме Si составляет примерно 1.1 эВ! Связь атома Si с четырьмя соседними атомами (черными кружками изображены 4 валентных е^- принадлежащих центральному атому, светлые - е^-, принадлежащие и соседним атомам).

Молекулярная связь (связь Ван-дер-Ваальса ) возникает у веществ между молекулами с ковалентным характером внутримолекулярного взаимодействия при согласованном движении валентных электронов в соседних молекулах. Молекулярные связи существуют между отдельными молекулами за счет электростатического притяжения имеющимися в них зарядами противоположных знаков (силы Ван-дер-Ваальса). Эти связи удерживают вместе молекулы в твердом водороде (H2), азоте (N2), углекислом газе (СО2), во многих органических соединениях — полиэтилене, политетрафторэтилене и т. д. Ввиду слабости молекулярных связей эти вещества легко разрушаются при тепловом движении молекул и имеют низкие температуры плавления и кипения.

Особым видом молекулярной связи является водородная связь, осуществляемая через ион водорода (протон), расположенный между двумя ионами (О^2–, F^–, С1^–) соседних молекул. Водородная связь имеется в воде Н2О и некоторых органических соединениях, а также в кристаллах типа КН₂Р0₄.