logo
вопросы и ответы по керамике

Ионная связь в кристаллах

Связи в кристаллах бывают: ковалентная, ионная, металлическая, молекулярная, водородная.

Ионная связь – очень прочная химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностью электроотрицательностей, при котором общая электронная пара полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью. Это притяжение ионов как разноименно заряженных тел.

Ионная связь возникает вследствие перехода валентных электронов от металлического атома к металлоидному и электростатического притяжения разноименно заряженных ионов друг к другу. Типичным примером ионных кристаллов являются галоидные соли щелочных металлов. Ионные решетки характеризуются высоким координационным числом, показывающим количество ближайших ионов противоположного знака. Например, для кристаллов NaCl координационное число равно 6, а для кристаллов CsCl – 8.

В ионном кристалле комбинации противоположно заряженных ионов нельзя отождествлять с индивидуальными молекулами вследствие регулярного чередования в узлах решетки ионов различного сорта. Правильнее считать весь монокристалл ионного соединения одной гигантской молекулой, в которой каждый ион испытывает сильное воздействие со стороны всех соседних частиц.

Чем больше разность электроотрицательностей атомов, участвующих в образовании химической связи, тем больше степень ионности соединения.

Уравнение Эрнста-Эйнштейна:

Три механизма диффузии ионов:

  1. Вакансионный – заключается в миграции атомов по кристаллической решетки при помощи вакансий.

  2. Междоузельный – носители – ионы; заключается в переносе вещества междоузельными атомами.

  3. Квазимеждоузельный – происходит выталкивание ионов.

При вакансионном механизме носителями являются дырки, которые двигаются в противоположном направлении по отношению к движению электронов.

При квазимеждоузельном механизме ион вытесняет другой ион, находящийся в узле кристаллической решетке, образуя эстафетный механизм движения ионов.

Увеличение ионной проводимости может быть засчет двух признаков:

  1. Увеличение концентрации носителей зарядов (увеличение дефектов);

  2. Увеличение коэффициента диффузии Дi

Дi увеличивается при повышении температуры и описывается экспоненциальным уравнением:

  1.