Cristale ionice.
În cristale complexe constând din elemente de valență diferite, este posibil să se formeze un tip ionic de legătură. Astfel de cristale se numesc ionice.
Atunci când atomii abordează și suprapun benzile de energie de valență între elemente, electronii sunt redistribuite. Elementul electropozitiv pierde electroni de valență, transformându-se într-un ion pozitiv, iar cel electronegativ îl dobândește, completând astfel banda de valență într-o configurație stabilă, ca în gazele inerte. Astfel, ionii sunt localizați la locurile cristalului ionic.
Un reprezentant al acestui grup - un cristal al cărui zăcământ de oxid constă din ioni de oxigen încărcați negativ și ioni de fier încărcați pozitiv.
Redistribuirea electronilor de valență în legătura ionică are loc între atomii unei molecule (un atom de fier și un atom de oxigen).
Pentru cristalele covalente, numărul de coordonare K, numărul de smalți și tipul posibil de latură sunt determinate de valența elementului. Pentru cristalele ionice, numărul de coordonare este determinat de raportul dintre razele ionilor metalici și nemetalici, deoarece fiecare ion tinde să atragă cât mai multe ioni din semnul opus posibil. Ionii din zăbrele sunt stivuite ca niște bile de diferite diametre.
Raza ionului nemetalic este mai mare decât raza metalului și, prin urmare, ionii metalici umple porii din rețeaua cristalină formată de ionii nemetalici. În cristalele ionice, numărul de coordonare
determină numărul de ioni ai semnului opus care înconjoară acest ion.
Valorile raportului dintre raza metalului și raza numărului nemetal și a numărului de coordonare corespunzător rezultă din geometria de ambalare a bilelor de diferite diametre.
Pentru numărul de coordonare va fi 6, deoarece acest raport este egal cu 0,54. În Fig. 1.14 este arătată rețeaua cristalină. Ionii de oxigen formează o rețea fcc, ionii de fier ocupă pori în ea. Fiecare ion de fier este înconjurat de șase ioni de oxigen și, invers, fiecare ion de oxigen este înconjurat de șase ioni de fier. Prin urmare, în cristalele ionice, este imposibil să se separe o pereche de ioni care ar putea fi considerată o moleculă. În timpul evaporării, un astfel de cristal se rupe în molecule.
Atunci când este încălzit, raportul dintre razele ionice poate varia, deoarece raza ionică a nemetalului crește mai rapid decât raza ionului metalic. Aceasta conduce la o schimbare a tipului de structură de cristal, adică polimorfism. De exemplu, în cazul unui oxid, atunci când se încălzește, rețeaua cristalului spinel se schimbă într-o latură romboidică (vezi nr. 14.2),
Fig. 1.14. Latina cristalină este o schemă; b - imaginea spațială
Energia de legare a unui cristal ionic este aproape de magnitudinea energiei de legare a cristalelor covalente și depășește energia de legare a cristalelor metalice și, în special, moleculare. În această privință, cristalele ionice au o temperatură ridicată de topire și evaporare, un modul de elasticitate ridicat și coeficienți de compresibilitate scăzut și coeficienți de dilatare liniară.
Umplerea zonelor de energie din cauza redistribuirii electronilor face ca cristalele de ioni să fie semiconductori sau dielectrice.
În multe cristale ionice există o fracțiune de legătură covalentă. Sub influența câmpurilor electromagnetice ale fiecăruia, apare polarizarea ionilor și apare o legătură mixtă iono-covalentă. Polarizarea deformează benzile electronice, ca urmare a faptului că ionii pierd simetrie sferică. Cu o schimbare în fracțiunea legăturii covalente în cristalele ionice, proprietățile se schimbă și ele. În cristalele formate din elemente de grupuri diferite, fracția legăturii covalente crește de la. În ultimii compuși formați de elementele din al patrulea grup, fracțiunea de legătură covalentă este de 90% și cristalele sunt predominant covalente. O creștere a fracțiunii legăturii covalente determină o creștere a conductivității electrice. Cristalele sunt dielectrice, iar cristalele sunt semiconductoare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: