Page 131 - 6375

де – валентність іона; – заряд електрона; – число Авогадро; – відстань між іонами;

– стала Маделунга. Вона однакова для кожного типу кристалічної структури. Так, для

структури = 1,748, для – 4,17. Уточнення цієї моделі здійснюється

2 3
внаслідок врахування сил відштовхування. М. Борн запропонував для цих сил такий вираз

енергії: / . Величина визначається емпіричним шляхом. Вона перебуває в межах 5 − 12.
Тоді

2 2

= − − ,

де – коефіцієнт, який враховує структурні особливості розміщення іонів. Дальше

уточнення розрахунків величин грунтується на врахуванні сил притягання Ван-дер-
Ваальса та нульової енергії.

5
Іонний зв’язок досить сильний. Він становить величину порядку 10 Дж/моль.
Міцність іонного зв’язку проявляється в тому, що іонні кристали мають малий коефіцієнт
теплового розширення і високу температуру плавлення. Електропровідність іонних кристалів

при кімнатних температурах незначна. Вона на 20 порядків нижча, ніж у металів, і зростає з

підвищенням температури. Для іонних кристалів характерним є сильне поглинання в
інфрачервоній області спектра.

Типовими кристалами з ковалентним зв’язком є алмаз, графіт, карборунд, сульфід
цинку, йод, сірка. До них належать і напівпровідники. У вузлах кристалічної ґратки таких

кристалів розміщені нейтральні атоми. Характерною рисою ковалентного зв’язку є її
напрямленість, а розподіл густини заряду навколо кожного з ядер атомів відрізняється від

сферично-симетричного розподілу, який характерний для іонних молекул. Це приводить до

виникнення нового стану, в якому зовнішні валентні електрони, що слабо зв’язані з ядром,
належать одночасно обом ядрам, тобто усуспільнені. Між атомами, які колективізували свої

зовнішні неспарені валентні електрони, виникає значне електричне притягання. Звичайно,
поряд з притяганням існує і взаємне кулонівське відштовхування між електронами і ядрами

атомів. Енергія електростатичного відштовхування значно менша від енергії притягання.

Ковалентний зв’язок суттєво відрізняється від іонного тим, шо число електронів, які
здійснюють ковалентний зв’язок, у кожного атома обмежене, а тому цей зв’язок є

насиченим. Так, для водню, якщо один з атомів об’єднався з іншим і утворив молекулу, то
вона не реагуватиме з третім вільним атомом водню. Для типового ковалентного кристала

алмазу кожен атом утворює чотири ковалентні зв’язки, віддаючи для усуспільнення кожному

з них один із своїх валентних електронів і одержуючи другий електрон від сусіднього атома.
Структура алмазу тетраедрична.