Типы связи

Расположение атомов в пространстве (атомно-кристаллическое строение) не позволяет судить о природе сил, удерживающих частицы (атомы, ионы) в узлах кристаллической решетки. Типы (и силы) связи зависят от строения внешних электронных оболочек атомов.

При взаимодействии элементарных частиц могут иметь место следующие типы связи: ионная, ковалентная, металлическая, молекулярная.

Ионная связь характерна для сложных кристаллов, состоящих из элементов разной валентности. Ионные связи обусловлены кулоновским притяжением противоположно заряженных ионов. Такую связь имеют оксиды FeO, F₂0₃ и др.

Ковалентная связь осуществляется обобществлением валентных электронов соседних атомов до образования устойчивых оболочек с восьмью электронами. Прочность ковалентной связи зависит от степени перекрытия орбит валентных электронов (с увеличением перекрытия прочность связи увеличивается).

Ковалентная связь имеет место в основном между разнородными атомами в таких соединениях, как Fe₃C, SiC, у большинства полупроводниковых соединений, а также в молекулах Н₂, 0₂, N₂. Ковалентная связь — направленная и свойства материалов с ковалентным типом связи различны в различных направлениях кристалла.

Металлическая связь образуется за счет обобществления валентных электронов в объеме всего кристалла и образования «электронного газа».

Металлическая связь — ненаправленная (имеет место сравнительно равномерное распределение электронов по объему кристалла).

У большинства металлов имеют место оба типа связи (металлическая и ковалентная) с преобладанием одной из них.

Молекулярная связь (связь Ваи-дер-Ваальса) существует в некоторых веществах между молекулами с ковалентными внутримолекулярными связями. Эта связь осуществляется за счет смещения электрических зарядов в молекулах и атомах и возникновения слабого электрического притяжения. Силы Ван-дер-Ваальса не имеют направленного характера. В наиболее чистом виде молекулярная связь проявляется у инертных газов. Такая связь наблюдается и между макромолекулами в полимерных конструкционных и электротехнических материалах. Молекулярные кристаллы—диэлектрики, имеют низкую температуру плавления, свидетельствующую о непрочности кристаллической решетки.