Электроотрицательность атомов, по Полингу

Н 2.1
Li 1.0	Be 1.5	B 2.0	C 2.5	N 3.0	O 3.5	F 4.0
Na 0.9	Mg 1.2	Al 1.5	Si 1.8	P 2.1	S 2.5	Cl 3.0
k 0.8	Ca 1.0	Ga 1.5	Ga 1.7	As 2.0	Se 2.4	Br 2.8

 

Неполярная ковалентная связь D(ЭО) = 0, i = 0

Полярная ковалентная связь 0 < D(ЭО) < 2, i = D(ЭО)/2

Ионная связь D(ЭО) > 2, i = 1

Для LiF значение D(ЭО) = 4 – 1 = 3 свидетельствует о ионном характере связи этого соединения.

Ионная связь в кристаллах солей, оксидов, оснований не обладает свойством насыщаемости и направленности. Силы электростатического притяжения (при практически полном отсутствии перекрывания атомных орбиталей) удерживают ионы на расстоянии (l_св), соединяющем центры ионов.

Ионные пары в кристалле выстраиваются в определенной последовательности, представленной на рис. 15. Изображена только одна грань объемного ионного кристалла кубической формы. Размеры такого кристалла ничем не ограничены.

Цвет и форма ионных кристаллов зависит от их состава и от природы химических элементов (рис. 16).

Разнообразие кристаллических структур ионных (не только ионных, как мы увидим далее) соединений позволяет использовать их свойства (цвет, твердость, прозрачность) в практических целях: для изготовления лазерных устройств, в виде украшений и многих других интересных и нужных вещей.

 

 

 

Рис. 15. Модель одной из граней ионного кристалла кубической формы

 

 

Рис. 16. Ионные кристаллы: а) фторид лития LiF; б) рубин Al₂O₃(примесь Cr₂O₃); в) гранат Ca₃Cr₂[SiO₄]₃; г) корунд Al₂O₃

 

Поверхность ионной кристаллической решетки доступна для её наращивания, и увеличение объема кристалла не имеет ограничений. Например, кристаллы рубина получают в промышленности следующим образом. Порошок гидроксида алюминияAl(OH)₃ в смеси с незначительной добавкой оксида хрома (III) Cr₂O₃ медленно, крупинка за крупинкой, ссыпается сквозь жерло электропечи, нагретой до температуры плавления гидроксида алюминия. В расплавленной капле гидроксид алюминия превращается в оксид алюминия Al₂O₃ и воду. Вода испаряется, а оксид алюминия вместе с оксидом хрома кристаллизуются на подложке в форме темно-красного «пальца». Это и есть синтетический рубин.

 

2.5. Металлическая связь

Кристалл металла (например, железа, меди, алюминия и т.д.) содержит в узлах кристаллической решетки положительно заряженные ионы, а валентные электроны, осуществляющие химическую связь, принадлежат не определенным атомам, а всему кристаллу металла в целом (рис. 17).

 

 

 

Рис. 17. Модель металлической кристаллической решетки; черными точками обозначены электроны

 

Электроны свободно перемещаются в объеме кристалла. За подвижность их называют «электронным газом». «Электронный газ» прочно удерживает положительно заряженные ионы в узлах кристаллической решетки.

Металлическая связь обусловлена электромагнитным взаимодействием, удерживающим положительно заряженные ионы в узлах кристаллической решетки подвижными электронами («электронным газом»). Металлическая связь характерна для металлов и сплавов.

Длина металлической связи – это расстояние между узлами металлической кристаллической решетки, в которых расположены положительно заряженные ионы.