Кристаллы, построенные из молекул

Передача электрона от атома одного вещества к атому другого, как в случае натрия и хлора, не единственный способ связи между атомами. Часто некоторая доля электронов обоих атомов «обобществляется». Например, два атома кислорода или два атома хлора при сближении непрерывно обмениваются некоторым числом электронов. Электроны, как и прежде, находятся в постоянном движении, но теперь мы можем предположить, что электроны проводят часть времени в движении около одного атома, а часть времени около другого.

Если оба атома одинаковы, например два атома кислорода, то «общие» электроны принадлежат обоим атомам поровну. Если атомы неодинаковы, как, например, в случае воды Н20, то «общие» электроны распределены неравномерно. Схематически показано распределение электронов в молекулах О2, Н2О и NaCl. Мы видим, что ионная связь, рассмотренная ранее, это крайний случай неравномерного распределения общих электронов. Доля обобществленных электронов, приходящаяся на атом натрия, почти равна нулю. Молекулы, в которых прочная связь между атомами обусловлена общими электронами, обладают, так же как молекула О2, очень слабой способностью притягивать другие молекулы. Такие вещества нелегко кристаллизуются. Однако при достаточном охлаждении газообразный кислород сжижается (-183°С), а затем замерзает (-218° С), становясь кристаллическим телом.

Что же связывает воедино отдельные молекулы О2 в твердых кристаллах кислорода? Конечно, не заряд, как в ионных кристаллах, ибо каждая молекулярная единица, входящая в состав кристалла, электрически нейтральна. Этот же вопрос можно задать, говоря об атомах инертных газов — неона, аргона и т. п. Что связывает воедино атомы аргона, когда при температуре -189° С образуется кристаллический аргон? Атомы аргона, отстоящие друг от друга ,на некотором расстоянии, едва ли могут «знать» о существовании своих соседей.

Электронные орбиты далеких атомов не отличаются от орбит свободных атомов газа. Но по мере их сближения электроны обоих атомов несколько меняют свое поведение; в частности, когда электроны левого атома оказываются в непосредственной близости к внешним орбитам правого атома, электроны на этих орбитах слегка смещаются, чтобы «посторониться». Эта взаимная готовность электронов «учитывать» присутствие соседей и есть причина сцепления обоих атомов.


Комментарии запрещены.





Статистика

Рейтинг@Mail.ru