Глава 3. Строение вещества в конденсированном состоянии

веществ с атомной решеткой.Многие ионные кристаллы содержат многоатомные ионы, такие как SO 2- 4 , NO - 3 , [HgI 4 ] 2- ,[Cu(NH 3 ) 2 ) 2+ [AlF 6 ] 3- . Связи между частицами, образующими такую решетку, являютсяионными, но внутри этих сложных ионов атомы, как правило, соединены ковалентнойсвязью. Поскольку комплексные ионы имеют большиеРис. 1.73. Кристаллическая решетка натрия. Штриховкой выделена элементарная ячейка(кубическая объемноцентрированная структура)размеры, то силы взаимодействия частиц в решетке, содержащей многоатомные ионы,значительно слабее, чем в решетке, состоящей из одноатомных ионов с теми же зарядами.Ввиду этого температуры плавления и твердость соединений, содержащих многоатомныеионы, более низкие. Например, температура плавления NaCl равна 801°С, NaNO 3 - только308°С.Кристаллические решетки, образуемые металлами, называются металлическими. В узлахтаких решеток находятся положительные ионы металлов, а валентные электроныпередвигаются между ними в различных направлениях. Совокупность свободных электроновиногда называют электронным газом. Такое строение решетки обусловливает большуюэлектропроводность, теплопроводность и высокую пластичность металлов - примеханическом деформировании не происходит разрыва связей и разрушения кристалла,поскольку составляющие его ионы как бы плавают в облаке электронного газа.Как указано выше, любую кристаллическую решетку можно рассматривать каксовокупность элементарных ячеек. Элементарной ячейкой называют ту наименьшую частькристалла, которая сохраняет особенности структуры, характерные для данной решетки. Нарис. 1.73 изображена кристаллическая решетка металлического натрия, в которойштриховкой показана одна из элементарных ячеек. Элементарная ячейка представляет собойпараллелепипед, перемещая который в направлений каждой из трех координатных осей x, у иz, можно построить кристаллическую решетку. Эта операция напоминает получениекирпичной кладки. На рис. 1.74 показана элементарная ячейка меди.4. Некоторые кристаллические структуры. Начнем рассмотрение структуры кристалловсо структур металлов. Для кристаллической решетки большинства металлов характернамаксимально плотная упаковка частиц. Возможны два варианта плотнейшей упаковкисферических тел - кубическая гранецентрированная и гексагональная (рис. 1.75). Этиструктуры отличаются расположением слоев шаров (показаны на рис. 1.75 в горизонтальнойплоскости). При гексагональной упаковке шар каждого третьего слоя находится точно надшаром первого слоя. В кубической гранецентрированной структуре шары третьего слоярасположены над лунками между шарами первого слоя. В обоих случаях степень заполненияпространства шарами одинакова и составляет 74,05%.