Page 132 - 6375

Основу ковалентного зв’язку становить обмінний ефект, зумовлений обміном

електронами між атомами. Він має суто квантову природу. Ковалентний зв’язок між двома

атомами може здійснюватись однією парою електронів (одинарний зв’язок: – ); двома
парами (подвійний зв’язок: = , = – ; трьома парами електронів (потрійний
2
зв’язок: ≡ – ). Ковалентний зв’язок досить сильний. Тому ковалентні кристали
2
мають велику енергію зв’язку порядку 3 − 5 еВ на один атом. Внаслідок цього кристали з
ковалентними зв’язками мають високу механічну міцність і твердість, високу температуру

плавлення, винятково малу леткість, погану електропровідність у широкому інтервалі
температур.

Металевий зв’язок в основному характерний для речовин, побудованих з атомів

одного елемента (наприклад, мідь, золото). Металеві кристали містять у вузлах кристалічної
ґратки позитивні іони. У просторі між ними вільно переміщуються колективізовані валентні

електрони. На відміну від ковалентного зв’язку в колективізації електронів беруть участь усі
атоми, утворюючи так званий електронний газ. Валентні електрони всіх атомів належать

одночасно усьому кристалу. Металевий зв’язок – це взаємодія сукупності позитивних іонів з

колективізованими валентними електронами. Притягуючись до позитивних іонів, вільні
електрони відіграють роль клею-цементу, що фіксує позитивні іони на певних відстанях

відповідно до рівноваги і мінімуму потенціальної енергії системи. У межах ґратки електрони
можуть переміщуватися, беручи участь у тепловому русі. Ще раз підкреслимо, що металевий

зв’язок здійснюється не через електронні пари, які сумісно належать двом частинкам, а за

допомогою вільних валентних електронів, що належать усьому кристалу в цілому. Енергія
металевого зв’язку значно менша, ніж у ковалентних і іонних кристалів. Підтвердженням

цього є нижча температура плавлення металів, ніж іонних і ковалентних кристалів.
Висока концентрація вільних електронів у металів зумовлює їхню добру слектро- та

теплопровідність. Метали оптично непрозорі, мають велику відбивну здатність, тому для них
характерний специфічний металевий блиск.

У вузлах кристалічних ґраток молекулярних кристалів розміщуються певним

способом орієнтовані молекули. Характерною для молекулярних кристалів є геометрична
відокремленість молекул кристала і сильні внутрішньомолекулярні зв’язки. Це означає, що

енергія внутрішньомолекулярних зв’язків значно перевищує енергію міжмолекулярних
зв’язків. Силами зв’язку в цьому випадку є сили Ван-дер-Ваальса та водневі зв’язки, коли

−
молекули мають гідроксильні та амінні групи. Переважна більшість молекулярних
2
кристалів – це органічні кристали. Молекулярні неорганічні кристали трапляються рідко. До
них належать речовини, молекули яких складаються з азоту, фосфору, сірки та ін.

Молекулярні кристали за фізичними властивостями є ізоляторами, мають низьку
температуру плавлення, вони прозорі для широкого інтервалу електромагнітних хвиль.