А. Ф. Новиков строение вещества
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
1022 3
| 86
некоторые группы атомов соединяются между собой посредством различных типов химических связей. В качестве примера рассмотрим внутреннее строение кристалла графита. Таблица 7 Кристалл NaCl PbS GaAs SiC SiO 2 Вклад ионности 0,67 0,12 0,04 0,12 0,45 Вклад ковалентности 0,33 0,88 0,96 0,88 0,55 Как известно, графит является одной из аллотропических модификаций углерода. Ранее была рассмотрена такая модификация углерода, как алмаз. Тетраэдрическое окружение атомов углерода в алмазе осуществляется благодаря полной s р 3 - гибридизации всех валентных электронов этого атома. Установлено, однако, что гибридизация электронов атомов может происходить не полностью. Так, при некоторых условиях в атоме углерода могут гибридизоваться не все четыре а только три электрона: один – от s - орбитали, два другие – от 2 р - орбитали, приводя к гибридизации s р 2 - типа. Этот тип гибридизации, как известно, приводит к плоской структуре трехлучевой звезды, угол между связями у каждого атома составляет 120°. имеет место в молекуле бензола (рис.31), причем оставшиеся негибридизованными электроны атомов углерода осуществляют общую для молекулы π- связь, охватывающую бензольное кольцо в целом. Подобная же ситуация наблюдается в графите: здесь множество атомов, ковалентно связанных между собой, формируют плоские слои атомов, образующих повторяющийся правильный шестиугольный мотив. Негибридизованные электроны образуют общее для всего слоя π- облако (см. рис.60). Обратим еще раз внимание на то, что у каждого атома углерода остается по одному не гибридизованному 2 р - электрону. Однако одного электрона явно не достаточно для образования полноценной ковалентной связи атома с тремя соседями (координационное число атомов углерода в слое K = 3). С позиций метода молекулярных орбиталей (МО) можно утверждать, что эти негибридизованные электроны переходят на связывающие π- орбитали, частично заполняя их, так что связь между атомами в слое еще несколько упрочняется. Эти π- облака обусловливают некоторую, очень слабую, связь между слоями атомов углерода за счет дисперсионного взаимодействия |