2. Ионный

В узлах – ионы, связанные ионной химической связью (соли щелочных, щелочноземельных металлов, некоторые оксиды и гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов).

Для 1 моля идеального ионного кристалла энергия кристаллической решётки согласно уравнения Капустинского равна:

Е_ион.кр. ~ 107,13{( z₊•z_- /(R₊ + R_- )} ∑n

n – число ионов в ионном соединении,

Z – заряд иона,

R – радиус иона.

Ионные кристаллы:

-Твердые, но хрупкие.

-Т_плавл. высокая (Т_плав↑ с↑Е_ион.кр.)

-Плохая теплопроводность.

-Диэлектрики, но вблизи Т_плав у некоторых ионных

кристаллов наблюдается ионная проводимость. Растворы и расплавы ионных кристаллов электропроводны.

Пример. Температура плавления какого из веществ больше KF или K Br (при одинаковом типе элементарной ячейки)?

Решение. Так как R_Br> R_F, то согласно уравнения Капустинского E_{крис.реш}._KBr < Е_{крис.реш.KF} и Т_{плав.КBr} < T_плав.KF

3. Ковалентный

Находящиеся в узлах атомы связанны ковалентной химической связью (С алмаз, Ge, Si, …., SiC, SiO_2, ZnS, …)и образуют пространственный каркас (ажурная структура).

Для ковалентных кристаллов характерны:

-Высокая прочность, твердость

-Высокие Т_плав.

-Электропроводность разная: от диэлектрика алмаза , полупроводников Ge, Si до проводника графита.

Наиболее типичный– алмаз. У алмаза: sp³- гибридизация АО С. Это тетраэдр, вписанный в куб. Нет подвижных ℮ - диэлектрик.

Обладает самой высокой твердостью (за счет очень малых межатомных расстояний).

C (алмаз)

Графит :при образовании кристалла возникают ковалентные связи с sp²- гибридизация АО С в слоях, между слоями вандерваальсовы взаимодействия.Свободный четвертый электрон каждого атома вступает в π-связь с соседними атомами, обеспечивая электропроводимость и теплопроводность (смешанный тип кристалла).

Каждый слой "выстлан" шестиугольниками из углеродных атомов, аналогичными бензольному кольцу. Поскольку сцепление между слоями довольно слабое, графит мягкий. Слои легко скользят один относительно другого, благодаря чему графит является хорошим смазочным материалом. Разные кристаллические формы. .

Германий Ge: идеальный кристалл с sp³- гибридизацией АО С только при 0 К, а при ↑Т – разрыв связей, появляются свободные электроны → полупроводник .

4. Металлический

Все металлы являются кристаллическими телами, имею­щими определенный тип кристаллической решетки.   

В узлах кристалла находятся катионы металлов( остовы атомов), связанные металлической химической связью (за счет относительно свободных, обобществленных валентных электронов).

Сs

Физические свойства веществ.

Вещества ковкие, имеют хорошую тепло- и электропроводность, металлический блеск.

Примеры веществ.

Металлы,сплавы.

-К.Ч. – высокие (8-12),т.е.металлические кристаллы характеризуются плотной и плотнейшей упаковкой ( в зависимости от Т, Р у большинства металлов меняется структура, так при высоких Т у большинства металлов структура ОЦК -полиморфизм ).

-Плотность, твердость – от невысокой у щелочных до очень высокой у d-металлов Mo, W, что объясняют разной степенью упаковки атомов в решетке (она тем больше, чем больше К.Ч, атомная масса и меньше радиус атома.).

-Электропроводность металлов разная. Самая высокая у металлов, имеющих много свободных валентных электронов (Сu,Аg, …), несколько ниже у металлов с d¹⁰ и d^{5 ‘}электронами на АО (Zn…, Mn…).

-Температура плавления разная. Высокие значения Т_плав у d-металлов обусловлены более высокой Е_крист по сравнению с Е_крист у s- p-металлов, из-за наличия большего количества валентных электронов и, следовательно, большей связывающей силы и дополнительных к металлическим локализованных ковалентных связей.

Кроме того, чем больше атомная масса, тем больше Т_плав. вещества.