Кристаллы типа алмаза

Теперь рассмотрим, насколько сильно связаны электроны в молекуле. Если электроны сгруппированы в замкнутые оболочки, как в атомах редких газов, то они не обобществляются атомами и молекулами и силы, обеспечивающие устойчивость молекулярной структуры, возникают только в результате слабой поляризации молекул.

Для некоторых молекул замыкание электронных оболочек осуществляется при условиях, значительно более сложных, чем образование восьмиэлектронной оболочки в атоме аргона. В молекуле N2 пять электронов каждого атома способны образовать весьма устойчивые орбиты, не искажаемые влиянием других молекул N2. Аналогичным образом в молекуле О2 устойчивость орбиты обеспечивается шестью электронами каждого атома кислорода. В кристалле твердого кислорода связь между молекулами осуществляется теми же поляризационными силами, что связывают воедино молекулы кристаллов азота, аргона или бензола.

Образование кристаллов из атомов углерода, кремния и германия отличается от образования кристаллов из ионов или молекул. Атом углерода имеет четыре внешних электрона и не может образовать замкнутой оболочки из восьми электронов, отдав свои внешние электроны или набрав четыре дополнительных электрона. Если бы атом углерода отдал четыре электрона, то действие оставшегося некомпенсированным положительного заряда ядра было бы таким сильным, что некоторое количество электронов оказалось бы вновь мгновенно захваченным атомом углерода. Другой атом углерода, захвативший четыре чужих электрона, при попытке образовать замкнутую оболочку из восьми электронов получил бы настолько большой отрицательный заряд, что восьмиэлектронная оболочка разлетелась бы и некоторые электроны оказались бы выбитыми со своих орбит.

Атомы углерода не образуют стабильных молекул С2, аналогичных стабильным молекулам азота N2, поскольку приближение к паре атомов С2 еще одного атома углерода привело бы к возникновению молекулы С3 с одинаковыми связями всех атомов. Присоединение еще одного атома дало бы молекулу d и т. д.

Характерной особенностью образования молекул углерода является то, что любое число атомов углерода может объединиться, образовав одну молекулу. Можете назвать ее, например, молекулой С дав или еще как-либо в зависимости от числа соединившихся атомов. В алмазе миллион атомов углерода составляют одну молекулу; чешуйка графита тоже может представлять собой одну молекулу углерода.


Комментарии запрещены.





Статистика

Рейтинг@Mail.ru