Іонна кристалічна решітка

Тверді речовини існують в кристалічному і аморфному стані і переважно мають кристалічну будову. Воно відрізняється правильним місцем розташування часток в точно визначених точках, характеризується періодичної повторюваністю в об'ємному, тривимірному просторі. Якщо подумки з'єднати ці точки прямими - отримаємо просторовий каркас, який і називають кристалічною решіткою. Поняття «кристалічна решітка» відноситься до геометричного образу, який описує тривимірну періодичність у розміщенні молекул (атомів, іонів) в кристалічному просторі.

Точки розташування частинок називаються вузлами решітки. Усередині каркаса діють міжвузлові зв'язку. Вид частинок і характер зв'язку між ними: молекули, атоми, іони - визначають тип кристалічної решітки. Всього виділяють чотири таких типу: іонні, атомні, молекулярні і металеві.

Якщо у вузлах решітки розташовані іони (частки з від'ємним чи позитивним зарядом), то це іонна кристалічна решітка, що характеризується однойменними зв'язками.

Ці зв'язки дуже міцні і стабільні. Тому речовини з таким типом будови мають досить високою твердістю і щільністю, нелетучи і тугоплавки. При низьких температурах вони проявляють себе як діелектрики. Однак при плавленні таких з'єднань порушується геометрично правильна іонна кристалічна решітка (розташування іонів) і зменшуються міцнісні зв'язку.

При температурі, близькій до температури плавлення, кристали з іонним зв'язком вже здатні проводити електричний струм. Такі сполуки легко розчиняються у воді та інших рідинах, які складаються з полярних молекул.

Іонна кристалічна решітка властива всім речовинам з іонним типом зв'язку - солі, гідроксиди металів, бінарні сполуки металів з неметалами. Іонна зв'язок не має спрямованості в просторі, тому що кожен іон пов'язаний відразу з декількома противоионами, сила взаємодії яких залежить від відстані між ними (закон Кулона). Іонно-пов'язані сполуки мають немолекулярное будову, вони являють собою тверді речовини з іонними гратами, високою полярністю, високими температурами плавлення і кипіння, у водних розчинах є електропровідними. Сполук з іонними зв'язками в чистому вигляді практично не зустрічається.

Іонна кристалічна решітка притаманна деяким гідроксиду і оксидам типових металів, солей, тобто речовинам з іонною хімічним зв'язком.

Крім іонного зв'язку в кристалах буває металева, молекулярна і ковалентний зв'язок.

Кристали, що мають ковалентний зв'язок, є напівпровідниками або діелектриками. Типовими прикладами атомних кристалів служать алмаз, кремній і германій.

Алмаз - це мінерал, аллотропная кубічна модифікація (форма) вуглецю. Кристалічна решітка алмаза - атомна, вельми складна. У вузлах такої решітки знаходяться атоми, з'єднані між собою вкрай міцними ковалентними зв'язками. Алмаз складається з окремих атомів вуглецю, розташованих по одному в центрі тетраедра, вершинами якого є чотири найближчих атома. Така решітка характеризується гранецентрированной кубічної елементарної осередком, що обумовлює максимальну твердість алмазу і досить високу температуру плавлення. В решітці алмазу відсутні молекули - і кристал можна розглядати як одну значну молекулу.

Крім цього, атомна кристалічна решітка властива кремнію, твердому бору, Німеччини та Сполучених окремих елементів з кремнієм і вуглецем (кремнезем, кварц, слюда, річковий пісок, карборунд). Взагалі ж представників кристалічних тіл з атомної гратами відносно небагато.