3-ТВЕРДОЕ ТЕЛО

состояния
твердое тело ЕкинЕсвязи
(форма, объём тв.тела)
жидкость
Екин Есвязи

газ
Екин>Есвязи
(броуновское движение частиц, нет формы, объема)

= V / NA
1 моль  NA

Кристалл(твёрдое в-во)

Жидкость - бром (Br2)

d Br2  4.5 А

Дебай (D)
1 D = 3,3310-30 Клм
-заряд, l-длина диполя
Электрический диполь
μи –индуцированный(наведенный)

Поляризуемость неполярных молекул

Межмолекулярное взаимодействие. Полярность связи и дипольный момент молекулы

Ориентационный эффект (Кьезома) [взаимодействие(электростатическое притяжение) пост.диполь – пост.диполь] [полярные молекулы]

2. Индукционный эффект (Дебая ) [взаимодействие постоянный диполь – наведенный(индуцированный) диполь][полярная – неполярная молекулы]

3. Дисперсионный эффект (Лондона) [взаимодействие мгновенных диполей, за счет неравномерности электронн.плотности, колебания ядер] [неполярные молекулы]



Еинд + Едис ) при межмолекулярном взаимодействии для молекул c

Е = Еотталк + Епритяж → Еотталк = Аr –n (n=12, A – const)
Епритяж = Еор + Еинд + Едис → Епритяж= -Br –m (m=6, B – const)

E = Аr –12 - Вr –6 – называют (12÷6) потенциал Леннард-Джонса, где
Е–энергия межмол.взаимод., Еотталк – энергия отталкивания межмолек. взаимод.(при очень малых расстояниях r→0), Еор+Еинд+Едис - составляющие энергии притяжения Епритяж межмолекул.взаимодействия

атомов,
больше энергия связи Е
2. >>
для O,F,N –

3. частично ковалентная составляющая Е связи по донорно-акцепторному механизму энергия водород.связи больше энергии межмолек.взаимод.

Энергия водородн.связи~100 кДж/моль (силы Ван-дер-Ваальса~10-20 кДж/моль)

Пример: HF образование ассоциатов или цепей

Н двух соседних молекул воды, ещё две – за счет

Есвязи (частицы в фиксирован. положениях в пространстве, вокруг которых они

по характеру распределения частиц в пространстве:

шар окружен шестью соседними) -  Еi  min - минимум

Слои: 1-2-1-2…( ↑ ) - ГПУ (гексагональная плотная упаковка)

Слои: 1-2-3-1-2-3…( ↑ ) - КПУ (кубическая плотная упаковка)

образующуюся форму, ограниченную плоскими гранями)
Кристалл –
плотнейшая упаковка шаров
a, b,

которым соответствуют кристалл.решетки
1. триклинная(самая несимметр.решетка)
(abc    

Кубические элементарные ячейки

14 типов элементарных ячеек
Координационное число(КЧ) - число ближайших соседних частиц (6, 8, 12)

от выбранного в нем направления [кристаллографической ориентации (плоскости)]; - существование

кристаллах
Расположение частиц (атомов, молекул или ионов) в кристалле

счет ковалентной связи; число связей атома (соседей атома) определяется его

Пример: углерод - С 2s2 2p2 – несколько аллотропич.модификаций

1) алмаз - sp3 гибридизация АО (тетраэдр)
4 связи – за счет 4-х 4sp3 ГАО

Изоэлектронные С атомы Si, Ge (ns2 np2)
- аналогичные алмазоподобные решетки

Карборунд (карбид кремния)
С 2s2 2p2
Si 3s2 3p2

Изоэлектронные молекулы
нитрид бора (4-я связь по дон.акцепт.механизму
B 2s2 2p1
N 2s2 2p3

арсенид галлия
Ga 4s24p1 
As 4s24p3

→
гексагональная сетка в плоскости

С 2s2 2p2
3 связи–за счет

3) карбин - sp – гибридизация(линейная)
Углерод в линейных цепочках с двойными связями или чередование одинарных и тройных связей

rсв=1.4А

С 2s2 2p2
2 связи - 2sp ГАО +
2 связи – р АО

rсв=3.4 А

= 4.40 А
(в зависимости от направления в кристалл.решетке)

У кристаллов

кристалл I2
rI-I = 2.67 А - -связь

A > 2.1
A + B  A+ B
А - постоянная

n – коэффициент борновского отталкивания

энергией ковалентных связей в атомном кристалле) Механическая прочность, Тпл ионн.кристалла

плотнейшая упаковка
Есв > Е межмолек.взаимод.
Метод валентных связей

К0..4s13d04р0(металлические орбитали)
К..4s13d14р0; К+ 4s03d04р0

Резонансные структуры

Хим.связь в Ме - суперпозиция резонансов (положение связей между атомами соответствует всем структурам сразу, а не к-л конкретной). Таким образом положение хим.связей (валентные электроны) делокализовано в пространстве (принадлежит не конкретн. атому, а всему кристаллу - связь «мерцает» в кристалле). Резонансы обусловлены наличием свободных (металлических) орбиталей у атома Ме

одинаковых атомов имеющих s- и p- АО, формирующие ЛКАО –

Зонная модель подобна методу МО - для описания поведения электронов в кристаллах

В методе МО
число МО равно числу АО;
принцип минимума энергии, запрет Паули, правило Хунда при заселении электронами МО
В зонной моделе
Зоны
валентная [полностью заполненная (заселенная) эл-нами)], проводимости (свободная или частично заполненная), запрещенная зона; ширина зоны (эВ)

Т=300К, 3кТ=0,078эВ  ширина ЗЗ Eg меньше энергии тепловых колебаний

при Т  
  

тепловых колебаний кристалл.
решетки [не возможен переход
эл-на из ВЗ (валентн.зона) в

Nē = 0   = ēNē = 0
Концентрация свободных эл-нов Nē
и электропроводность 
равны нулю

Диэлектрики

Nē; Nр = 0

 = ēēNē + ēрNр

при T>>0 K Nē; Nр  f(T)~exp(-Eg/kT)  (T)  f(T)
С ростом Т концентр.свободных эл-нов Nē экспоненциально растет (T) 

А+);
Экситоны(без разрыва хим.связи) ex0 (А*) - 2 простейших точечных

Точечные дефекты(нарушение регулярности):

собственные:
вакансии(отсутствие частицы в узле решетки; межузельные атомы или ионы

Линейные дефекты(дислокации)-линии вдоль которых нарушено правильное чередование атомных плоскостей(краевые, винтовые)
Двумерные(поверхности, границы кристаллических зерен)
Объемные(пузыри)