Сопоставление различных типов связей

Кристаллы с водородными связями

В особый класс по типу связи выделяются кристаллы с водородными связями, хотя водородная связь является одним из видов межмолекулярного взаимодействия. В отличие от атомных кристаллов, у которых силы взаимодействия обусловлены обобществлением электронов, силы связи для кристаллов с водородными связями обусловлены обобществлением протонов.

Водородная связь между двумя молекулами осуществляется водородным атомом, который, будучи химически связан с одной молекулой, одновременно взаимодействует с атомом кислорода другой молекулы. Такая связь может быть как одинарной, так и двойной.

Полагают, что водородная связь может осуществляться с атомами фтора, натрия, хлора и серы.

Соединения с водородной связью обладают тенденцией к полимеризации. Водородная связь является важнейшей формой взаимодействия между молекулами воды, она одна из причин, побуждающих молекулы ассоциировать в группы из двух, четырех или восьми молекул, что обуславливает аномальные физические свойства воды и льда.

Классификация кристаллов по типам связи весьма условна. Многие тела трудно отнести к тому или иному классу кристаллов по типу связи. Но, тем не менее, приближенная классификация кристаллов по типам связи полезна, потому что знание преобладающего типа связи позволяет оценить энергию связи кристалла.

Под энергией связи понимается энергия, необходимая для разъединения твердого тела на отдельные атомы, молекулы или ионы (в зависимости от типа кристалла: ковалентные и металлические кристаллы нужно разделить на атомы, ионные – на ионы, молекулярные и кристаллы с водородными связями – на молекулы).

В таблице 4.2 приводится классификация кристаллов по типам связей с указанием энергии связи.

Ван-дер-ваальсова связь является наиболее универсальной, она возникает между любыми частицами, но это наиболее слабая связь, энергия ее примерно на два порядка ниже энергии связи ионных и ковалентных кристаллов.

Почти на порядок выше энергия связи кристаллов с водородными связями.

Таблица 4.2 – Классификация кристаллов по типам связей с указанием энергии связи

Энергия металлической связи, возникающая в результате обобществления валентных электронов, по порядку величины сравнима с энергией связи ионных и ковалентных кристаллов, но все же меньше последней в несколько раз.