1.2.4.Классификация кристаллов по типам сил связи

Классификация кристаллов по кристаллическим системам дает представление о геометрических характеристиках кристалла, но не затрагивает вопроса о природе сил, удерживающих атомы (молекулы или ионы) в определенных местах друг относительно друга — в узлах кристаллической решетки.

Можно произвести классификацию кристаллов в зависимости от физической природы сил, действующих между частицами .кристалла. Тогда мы получим четыре типа кристаллов (и кристаллических решеток):ионные, атомные, металлические и молекулярные.

ИОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ

В .узлах кристаллической решетки ионных кристаллов находятся ионы. Ионы располагаются так, что силыкулоновскогопритяжения между ионами противоположного знака больше, чем'силы отталкивания между ионами одного знака. Таким образом, ионная связь обусловлена, в основном, электростатическим взаимодействием противоположно заряженных ионов. Ионная связь является. типичной для неорганических соединений.

Число ионов противоположного знака, которое составляет ближайшее окружение данного иона в кристалле, называется координационным числом (К.) ЗначениеК определяется величиной отношения радиусов ионов противоположного знака

Чем ближе это отношение к единице, тем большеК (табл.1.1)

и K =6.ото соответствуетгранецентрированнойкубическойрешетке.На рис. 1.18,а показано расположение узлов решеткиNаСl,

причем черные кружки обозначаютИз рисунка а белые —видно, что центральный ион хлора имеет шесть ближайших соседей (ионы натрия), с которыми он соединен пунктиром. Кристаллическая структура хлористого натрия может быть представлена как совокупность двух кубическихгранецентрированныхрешетокБравеиз ионов натрия и хлора, смещенных друг относительно друга на половину ребра куба.

На рис. 1.18, б решетка NаСlпредставлена в виде модели, в которой соблюдены масштабы ионных радиусов.

Структура хлористого цезия представляет собой совокупность двух примитивных кубических решеток Бравеиз ионов цезия и хлора, вдвинутых одна в другую по направлению пространственной диагонали на половину ее длины. В этом кристалле можно выделить ячейку в виде центрированного куба, в которой каждый положительный ион це^1я окружен восемью отрицательными ионами хлора (рис. 1.19, а). Эта ячейка не будет являться элементарной ячейкой решетки Браве, но выбор ее удобен для расчета периода решетки(см. §7). На рис. 1.19, б изображена модель кристалла хлористого цезия с учетом относительного размера ионных радиусов .

Ионные кристаллы обладают малой электропроводностью при низких температурах, хорошей ионной проводимостью при высоких температурах и сильным инфракрасным поглощением.

В ионных кристаллах одинаковой структуры силы взаимодействия между положительными и отрицательными ионами тем больше, чем больше их валентность и чем меньше сумма их радиусов. А чем больше сила взаимодействия между ионами, тем выше твердость, температура плавления кристалла и тем меньше его растворимость.