Cтраница 2
Такие свойства характерны для металлического состояния и наводят на мысль, что в натрии атомы связаны совершенно иначе, чем в кристаллическом аргоне. В этой книге нет возможности детально рассмотреть природу металлической связи, однако некоторые сведения о строении металлов и сплавов будут изложены в последней главе. Рассмотрим теперь другой элемент - хлор. И в этом случае, при достаточно высокой температуре газ в основном состоит из отдельных атомов. При охлаждении хлор образует молекулы из двух атомов, и в виде таких молекул он и существует при обычной температуре. Для разделения атомов таких молекул нужна значительная энергия. При дальнейшем охлаждении наступает ожижение и затвердевание, причем и жидкость н твердое тело состоят из тех же молекул С. Как и атомы в инертном газе, эти молекулы связаны между собой силами ван-дер - Ваальса. Молекулы брома и иода расщепляются легче; эти элементы диссоциируют при 1050 С на 6 3 / 0 и 25 5 / 0 соответственно. Сила, существующая в молекуле между двумя атомами хлора, называется гомеополярной или ковалентной связью. [16]
Общая химия неразрывно связана с неорганической химией и является теоретическим введением в нее. По-новому излагаются вопросы химической атомистики, стехиометрические законы химии. Дана современная трактовка природы металлической связи. На базе Периодической системы, физико-химического анализа и природы металлической связи изложена теория взаимодействия металлов друг с чг - и с неметаллами с образованием металлических фаз. [17]
Интересно отметить, что из 52 металлов с известными структурами, приведенными в табл. 71, 32 кристаллизуются ( при низкой температуре) в плотной кубической или гексагональной решетке, а 14 - в объемноцентрированной решетке. Следовательно, эти структуры наиболее благоприятны. Их образование легко объяснить на основании природы металлических связей. Только немногие металлы кристаллизуются в особых решетках, отличающихся от приведенных выше. [18]
Вакансия образуется в результате разрыва Z связей и восстановления в среднем Z / 2 связей при попадании атома на поверхность. В такой модели энергия образования вакансии должна равняться энергии сублимации и получаются завышенные результаты. Ошибка, по-видимому, связана с неучетом природы металлической связи. Модель энергетических зон предполагает, что электроны в металле весьма подвижны и стремятся к такому распределению, при котором экранировалось бы любое возмущение кристаллической решетки и уменьшалась бы ее энергия. [19]
Как и в металлах, электрический ток в полупроводниках связан с дрейфом носителей заряда. Но если в металлах наличие свободных электронов обусловлено самой природой металлической связи, то появление носителей заряда в полупроводниках определяется рядом факторов, важнейшими из которых являются чистота материала и температура. В зависимости от степени чистоты полупроводники подразделяют на собственные и примесные. [20]
Общая химия неразрывно связана с неорганической химией и является теоретическим введением в нее. По-новому излагаются вопросы химической атомистики, стехиометрические законы химии. Дана современная трактовка природы металлической связи. На базе Периодической системы, физико-химического анализа и природы металлической связи изложена теория взаимодействия металлов друг с чг - и с неметаллами с образованием металлических фаз. [21]
В водных растворах радиоактивные излучения могут быстро разлагать воду на водород и перекись водорода, а в твердых соединениях разрушать их кристаллические решетки. Исследования также усложняются вследствие непрерывного нагревания образца ( большая доля энергии радиоактивного распада превращается в тепло) и быстрого разрушения химических связей быстродвижущимися частицами, испускаемыми при распаде. Кроме того, образец быстро загрязняется продуктами распада. Исследование металлического состояния элементов в меньшей степени зависит от этих факторов благодаря нелокализированной природе металлических связей. Нептуний в виде изотопа нептуния-237 безопасен и удобен для проведения химических исследований. Что касается плутония, то большая часть химических исследований была проведена с изотопом плутоний-239, однако изотопы плутоний-242 и плутоний-244 более удобны для подобной работы, потому что они обладают продолжительными периодами полураспада и, следовательно, меньшей удельной активностью. [22]
Наконец, существуют еще металлические кристаллы, в которых атомы металла образуют плотноупакованные структуры, где не обнаруживается никакой видимой связи с их валентностью. Взаимодействие, удерживающее атомы металла в едином кристалле, называется металлической связью. В качестве примера рассмотрим строение кристалла серебра: в его решетке, состоящей из ионов серебра, присутствует такое же число электронов. Эти электроны очень подвижны, что объясняет высокую электропроводность серебра. Взаимодействие решетки из положительных ионов металла с электронной решеткой в какой-то мере объясняет природу металлической связи. Более подробное объяснение металлической связи будет дано в гл. [23]
В заключение можно сказать, что все четыре типа обнаруженных в сплавах гомогенных металлических фаз - твердые растворы, сверхструктуры, промежуточные фазы и интерметаллические соединения - отвечают возрастающему химическому сродству соответствующих металлов. В этом случае атомы одного металла могут замещать атомы другого металла в решетке в любом отношении. Наоборот, если один из металлов отдает, а другой - легко присоединяет электроны, образуются интерметаллические соединения с определенным соотношением атомов, отвечающим валентностям соответствующих металлов. Промежуточные фазы с точки зрения сродства также представляют промежуточный случай. Тот факт, что решетки промежуточных фаз отличаются от решеток входящих в их состав чистых металлов, указывает на химическое сродство между этими металлами. Установлено также, что это сродство обусловлено определенным соотношением между общим числом атомов в решетке и общим числом электронов, которые участвуют в образовании связей между этими атомами. Однако из самой природы металлической связи, осуществляемой очень подвижными электронами, следует, что это соотношение не является строго определенным, как в случае ковалентных связей, и может изменяться в достаточно широких пределах. [24]