Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
ogólnacharakterystykawiązańwciałachstałych
15
Energięwiązaniasiecipotrafimyokreślaćdoświadczalniezdużądokładno-
ścią,korzystajączmetodtermodynamicznych–wprzypadkukryształówjo-
nowychtakąmetodąjestcyklBorna-Habera,opierającysięnaprawieHessa:
efektcieplnyreakcjichemicznejniezależyodsposobujejprzeprowadzenia.Senstej
metodybędziewyjaśnionyniecodalejwtymrozdziale.
Wielkościąściślezwiązanązwartościąenergiiwiązaniasiecijesttempe-
ratura
T
m
topnieniaciał.Innymwskaźnikiemwartościenergiiwiązaniaciał
jestichtwardość.Nimprzystąpimydoszczegółowegoomówieniaposzcze-
gólnychwiązań,podamywartościenergiiwiązania(energiikohezji)wprze-
liczeniunajednąparęjonówlubnajedenatom,temperaturytopnienia,war-
tościtwardościorazopiszemyinnecharakterystycznedladanegowiązania
właściwościiwskażemytypowymateriałodanymtypiewiązania:
1.Wiązaniekowalencyjne(nazywanetakżeatomowym,homeopolarnymlub
wymiennym)jestwiązaniemocharakterzekwantowym.Wyjaśnienietego
charakterubezznajomościpodstawmechanikikwantowejniejestmożli-
we.Wrócimydoszczegółowegoopisutegowiązaniapopowtórzeniupod-
stawmechanikikwantwej(wrozdz.2.).Energiakohezjiwynosidlatego
wiązaniaod4do13eV
.Typoweprzykładymateriałówotymwiązaniu
todiamentiwęglikkrzemuSiC.Ichtemperaturatopnieniawynosiodpo-
wiedniook.3550i28000C,atwardośćwskaliMohsa10i9,5.Materiały
otymwiązaniusąkrucheinierozpuszczająsięwcieczachpolarnych.Naj-
częściejsąizolatoramilubpółprzewodnikami.Wykazujądużąwrażliwość
naobecnośćdomieszek.Powstającewiązaniasąnasyconeizwyklemają
charakterkierunkowy.Liczbasąsiadówatomuwsiecikrystalicznejzależy
odliczbywiązań,któreatommożeutworzyć,czyliodliczbyelektronów
walencyjnychiodkątówmiędzyichorbitalami.Zasięgfunkcjifalowych
elektronówwalencyjnych,czyliorbitaliwalencyjnych,wprzypadkutego
wiązanianiesięgadalejjakdonajbliższychsąsiadów.
2.Wiązaniejonowe,nazywanetakżeheteropolarnym,występujewzwiąz-
kachchemicznychtypuABlubpodobnych.Mająoneniższąniżdlawią-
zaniaatomowegoenergięwiązaniaod7do10eViniższątemperaturę
topnienia.Typowymprzykłademciałaowiązaniujonowymjestchlorek
soduNaCl,dlaktóregotemperaturatopnieniat
m=8040C,atwardość
wskaliMohsajestrówna2.Wiązaniatepowstająwzwiązkachchemicz-
nychmiędzyatomamiróżniącymisięsilnieelektroujemnością.Kryształy
otymwiązaniusąłupliwe,rozpuszczalnewcieczachpolarnych,takich
jakwoda.Porozpuszczeniuulegająpodwpływemrozpuszczalnikaroz-
padowinajony,czylidysocjacjielektrolitycznej,itworząciekłeelektrolity.
Podobniejaksubstancjeowiązaniuatomowymwrażliwesąnadomiesz-
kowanie.Sąprzezroczystewzakresiewidzialnymświatłaiwykazująsilne
pochłanianieświatławzakresiepodczerwieni.Wniskiejtemperaturzesą
