Кристалл - благородный газ
Cтраница 2
Как правило, гомодесмическими являются атомные структуры - металлические, валентные или ионные. Редким примером гомодесмических молекулярных систем служат кристаллы благородных газов, где атомы, соединяются остаточными силами и оказываются поэтому одновременно и молекулами вещества. [16]
Арх и Дрй - изменения этих значений по отношению к одной и той же низкой температуре, при которой концентрация вакансий пренебрежимо мала. Для сравнения можно указать, что в случае кристаллов благородных газов, у которых, как установлено [305, 245], преобладающим точечным дефектом является вакансия решетки, / меньше 0 2 % для аргона, 0 32 % для криптона и 0 03 % для неона. [17]
Ван-дер - Ваальс связал неидеальное поведение газов при сжатии с существованием между атомами или молекулами в газовой фазе слабых сил притяжения. Эти силы присутствуют также в жидком и твердом состояниях. Так, кристаллы благородных газов имеют структуры, в которых одноатомные молекулы удерживаются в плотноупакованном расположении благодаря существованию сил Ван-дер-ваальса. Те же самые силы вызывают появление молекулярных связей, соединяющих, например, отдельные двухатомные молекулы в твердых структурах галогенидов. Многие органические кристаллы, например нафталин, имеют структуры, в которых отдельные молекулы соединены молекулярными связями. [18]
Следовательно, существующая в кристалле система дисперсионного взаимодействия частиц легко расстраивается их тепловым движением, и силы притяжения исчезают. Поэтому вслед за плавлением кристаллов благородных газов сразу начинается испарение образовавшихся жидкостей. По мере увеличения полярности молекул доля индукционного и ориентационного взаимодействий между ними возрастает ( табл. 11), что заметно отражается на свойствах вещества. [19]
Формула (1.24) показывает, что нулевая энергия осцилляторов - Av в результате взаимодействия уменьшается иа величину, обратно пропорциональную шестой степени расстояния между ос-адлляторами. Указанные силы называют иногда дисперсионными силами. Дисперсионные силы ненаправленны и ненасыщенны, лоэтому кристаллы благородных газов имеют высокосиммет-ричную кубическую ГЦК структуру, такую же как и многие шеталлы. Органические молекулы в большинстве случаев имеют сложную асимметричную форму. Плотная упаковка таких молекул приводит к образованию низкосимметричных моноклин-ных и триклннных кристаллов. В случаях, когда имеются валентные электроны и между частицами возникают химические связи, энергия - сил Ван-дер - Ваальса составляет небольшую долю в общем балансе энергии междуатомных взаимодействий. [20]
 |
Пример простой пространственной решетки. [21] |
Основным признаком пространственной решетки должна быть тождественность окружения любого узла решетки. Выбор же этого узла зависит от специфики кристалла и может быть весьма различным. Например, в кристалле, составленном из плотно упакованных сфер, что имеет место в металлах или кристаллах благородных газов, узлы решетки занимают атомы. В кристалле метана узел решетки по всей вероятности представляет собой центр молекулы метана. В ионном кристалле рассматривают решетку из положительных ионов независимо от решетки отрицательных ионов. [22]
Часто, когда дисперсионные силы принимают участие в образовании химической связи наряду с другими видами взаимодействий ( диполь - диполь, ион - постоянный диполь, ион - индуцированный диполь, диполь - индуцированный трон, движущийся диполь), эффективность их действия незначи-вокруг ядра-эле - тельна. ИОНОВ) между молекулами действуют исключительно дисперсионные силы, например в жидких и твердых инертных газах. В кристаллах благородных газов существуют одноатомные молекулы, связанные дисперсионными силами. [23]
Действительно, все галогены ( иод при обычных условиях, а остальные при низких температурах) образуют молекулярные кристаллические структуры, в которых расстояния между атомами в гантелеобразных молекулах значительно меньше, чем расстояния между молекулами в кристалле. Так, для хлора длина связи в молекуле 0 202 нм, а расстояние между молекулами в кристалле составляет 0 334 нм. В соответствии с этим правилом при образовании кристаллов простых веществ координационное число должно быть равно нулю. Действительно, кристаллы благородных газов состоят из одноатомных молекул, связанных силами Ван-дер - Ваальса. [24]
Радиусы атомов благородных газов Не, Ne, Аг, Кг и Хе равны соответственно 1 22; 1 60; 1 91; 2 01 и 2 20 А. Приведенные величины получены из межатомных расстояний в кристаллах данных веществ, которые существуют при низких температурах. Здесь также наблюдается рост гат с увеличением порядкового номера. Это обусловлено тем, что в кристаллах благородных газов межатомное взаимодействие очень слабое ( см. стр. [25]
Атомы благородных газов можно представить себе соединенными ван-дер-ваальсовыми силами не только с другими атомами благородных газов или близкими к ним по свойствам молекулам, но и с молекулами, которые сильно от них отличаются. Тогда в кристаллической решетке такого соединения соотношение между числом атомов благородного газа и числом молекул второго вещества должно быть постоянным, так как на место атома благородного газа нельзя поставить не сходную с ним молекулу второго вещества. Мы будем иметь в этом случае химическое соединение постоянного состава с определенной химической формулой, и чем больше ван-дер-ваальсовы силы у компонента, соединяющегося с благородным газом, тем устойчивее будет соединение. Такое соединение может иметь температуру плавления гораздо более высокую, чем кристаллы благородного газа. Действительно, известно несколько соединений благородных газов, которые следует отнести к этому классу веществ: это гидраты аргона, криптона и ксенона. Повидимому, молекулярные кристаллогидраты представляют собой одну из наиболее устойчивых групп молекулярных соединений, насчитывающих несколько десятков представителей. Эта группа молекулярных соединений изучена сравнительно лучше, чем другие молекулярные соединения. [26]
 |
Ковалентные радиусы неметаллов. [27] |
Радиусы атомов благородных газов Не, Не, Аг, Кг и Хе равны соответственно 122, 160, 191, 201 и 220 пм. Приведенные значения получены из межатомных расстояний в кристаллах данных веществ, которые существуют при низких температурах. Для атомов этих элементов также наблюдается рост га с увеличением порядкового номера. Радиусы атомов благородных газов значительно больше радиусов атомов неметаллов соответствующих периодов, поскольку в кристаллах благородных газов межатомное взаимодействие очень слабое ( силы Ван-дер - Ваальса), а для молекул других неметаллов характерна прочная ковалентная связь. [28]
 |
Ковалентные радиусы неметаллов. [29] |
Радиусы атомов благородных газов Не, Ne, Ar, Кг и Хе равны соответственно 122, 160, 191, 201 и 220 пм. Приведенные значения получены из межатомных расстояний в кристаллах данных веществ, которые существуют при низких температурах. Для атомов этих элементов также наблюдается рост г, с увеличением порядкового номера. Радиусы атомов благородных газов значительно больше радиусов атомов неметаллов соответствующих периодов, поскольку в кристаллах благородных газов межатомное взаимодействие очень слабое ( силы Ван-дер - Ваальса), а для молекул других неметаллов характерна прочная ковалентная связь. [30]
Страницы: 1 2 3