Chemia16

(> 2.4 Krys/tiily kowalencyjne

Kryszliily czysto kowalencyjne lo takie, w kloiyi li wszystkie wiązania mi wiązaniami kowalencyjnymi. Najhardziej znanym przykładem kryształu kowalencyjnego jest kryształ diamentu. Każdy atom węgla wytwarza w nim cztery identyczne wiązania kowalencyjne z innymi atomami węgla. Identyczność wiązań zapewnia kryształom kowalencyjnym dużą twardość, wysoką temperaturę topnienia i brak możliwości przewodzenia prądu.

Przykładem kryształu kowalencyjnego jest również kryształ SiC).. Wprawdzie krzem znacznie się różni od tlenu elektroujemnością, co mogłoby sugerować istnienie wiązania jonowego, to jednak w krysztale Si0₂ występują regularnie rozłożone wiązania kowalencyjne spolaryzo wane, tworzące sieć podobną do sieci diamentu:

I

IOI

_    I    _

-O-Si-O-“    I    ~

IOI

I

6.2.5. Kryształy jonowo-kowalencyjne

Analiza struktury sieci pod względem rozłożenia jonów pozwala wyróżnić dwie kategorie:

a)    kryształy złożone z odrębnych, prostych jonów, na przykład NaCI, CsCl;

b)    kryształy zbudowane ze złożonych sieci anionowych, połączonych wiązaniam i kowalencyj nymi.

Strukturę kryształów zbudowanych z sieci anionowych omówimy na przykładzie soli kwasu ortokrzemowego, które tworzą mniej lub bardziej rozbudowane sieci przestrzenne (struktura sieci zbudowanej z jonów prostych została omówiona wcześniej).

Aniony krzemianowe mogą występować w postaci prostych res/i SiOj lub łączyć się w złożone układy o różnej wielkości, na przykład Skończy Si₆0{|“. Jak łatwo zauważyć, liczba kationów metalu przypadających na jeden atom krzemu jest tym mniejsza, im bardziej złożona jest reszta kwasowa. Takie duże aniony tworzą sieć kowalencyjną, której la dunek ujemny jest równoważony odpowiednią liczbą kationów metalu, wypełniających luki w sieci krystalicznej. Czasami w strukturze kryształu część kationów jest jednego, a część drugiego rodzaju. W minerale o na zwie oliwin luki w sieci anionowej wypełniają kationy Fe²⁺ i Mg²⁺, przy czym jony Mg² ' występują dużo częściej niż Fe²⁺. Podanie wzoru soli wymaga wtedy formalnego przypisania części reszt kwasowych do jednego kationu, a części do drugiego, co prowadzi do wzoru:

y Mg,SiO., • Fc,Si(),

luli zapisu u mu i 'li pi i .1 .u i lltiiki i\vi |

O Mg< > l-c() • 5 Si(),

W berylu znanym kamieniu szlachetnym - kationami wypełniającymi luki w sieci krzemianowej są jony Be²⁺ i \l ' \ a reszcie kwasowej należy przypisać cykliczną strukturę Si_(lO|s". Duże przestrzenne struktury soli krzemianowych przypominają strukturę krzemionki Si0₂.

Ilrlt

Hyc. 6.19. Struktura jonu ortokrzemianowego i fragmentów krzemianowych sieci krystalicznych

6.2.6. Kryształy molekularne

Kryształy molekularne są zbudowane z odrębnych cząsteczek. Swoją spójność zawdzięczają oddziaływaniom międzycząsteczkowym (dipol-dipol i \an der Waalsa). Najczęściej tego typu struktury są tworzone przez związ-I i organiczne, zestalone gazy itp. Z powodu bardzo słabych wiązań między-i ąsteczkowych wykazują one niewielką twardość i dość niskie temperatury lopnienia. Do tego typu kryształów zaliczamy między innymi kryształ jodu uraz związku organicznego naftalenu (popularnej naftaliny).

	O.	5-|
	^0—^

n₂

liyc. 6.20. Przykłady fragmentów sieci krystalicznych kryształów molekularnych

Kryształy molekularne mają zazwyczaj niskie temperatury topnienia, gdyż c/ąslei I i pi/.yciągają się tu niewielkimi siłami oddziaływań mię d/ycząslei 1 owu h

I I' Substancjo występujące w warunkach normalnych w stanie gazo wym (np. I\l_;>) po silnym ochłodzeniu i sprężeniu mn gą zostać ze stalone.