Wiązania w sieci przestrzennej kryształów Klasyfikacja kryształów Kryształy molekularne Kryształy kowalencyjne Kryształy jonowe Kryształy metaliczne Właściwości fizyczne kryształów

Klasyfikacja kryształów Rodzaj wiązań miedzy atomami lub jonami w krysztale decyduje o właściwościach fizycznych kryształu: kryształy molekularne (cząsteczkowe), kryształy kowalencyjne, kryształy jonowe, kryształy o wiązaniach metalicznych, granice w w/w grupach nie są ostre, stąd występują substancje tworzące kryształy o charakterze przejściowym.

Kryształy molekularne Budowa kryształów molekularnych (cząsteczkowych) tworzą odrębne cząsteczki pierwiastków lub związków chemicznych, spójność między cząsteczkami wynika z oddziaływań międzycząsteczkowych (sił Van der Vaalsa), energia oddziaływań międzycząsteczkowych jest mała, stąd posiadają z reguły niskie temp. topnienia, cząsteczki – molekuły wchodzące w skład sieci przestrzennej kryształów nie ulegają większej deformacji, ważniejsze przykłady: zestalone gazy szlachetne oraz tlen, azot, zestalone wodorki kowalencyjne CH4, SiH4, zestalone CCl4, SF6,

Kryształy kowalencyjne Budowa kryształów kowalencyjnych: wszystkie atomy połączone są wiązaniami kowalencyjnymi, w sieci przestrzennej kryształu nie można wyróżnić cząsteczek, wiązanie kowalencyjne są bardzo mocne, stąd bardzo wysokie temp. topnienia, ważniejsze przykłady: diament, elementarny krzem oraz german, węglik krzem – SiC, strukturę pośrednią między strukturą kowalencyjną a molekularną posiadają substancje, które tworzą sieci warstwowe, np. grafit – pomiędzy warstwami działają siły międzycząsteczkowe (siły Van der Vaalsa).

Kryształy jonowe Budowa kryształów jonowych: sieć przestrzenną tworzą kationy i aniony, jony w sieci mogą być proste lub kompleksowe, jony proste z reguły posiadają konfigurację elektronową helowców, stąd rozkład ładunku wokół jonu wykazuje symetrię kulistą a wiązania jonowe nie są ukierunkowane, oddziaływania między jonami w sieci sprowadzają się do oddziaływań elektrostatycznych, energia wiązań jest dość duża, stąd z reguły kryształy jonowe mają dość wysokie temp. topnienia.

Kryształy metaliczne Budowa kryształów o wiązaniach metalicznych: sieć przestrzenną kryształu tworzą kationy metalu, ładunek kationów jest równoważony przez ruchliwe, słabo związane elektrony walencyjne – gaz elektronowy / elektrony zdelokalizowane, nie związane z konkretnym kationem metalu w krysztale, kryształy metaliczne wykazują szeroki zakres temp. topnienia, bardzo dobre przewodnictwo elektryczne i cieplne, metaliczny połysk, podatność na odkształcenia – ciągliwość i kowalność, wiązania nie są ukierunkowane, ważniejsze przykłady: metale i ich stopy, związki międzymetaliczne.

Właściwości fizyczne kryształów Kryształy molekularne kowalencyjne jonowe metaliczne Mechaniczna Mała wytrzymałość, miękkie Duża wytrzymałość, twarde Wytrzymałość zróżnicowana, ciągliwość Termiczna Niskie temp. topnienia, duży współczynnik rozszerzalności cieplnej Wysokie temp. topnienia, mały współczynnik rozszerzalno-ści cieplnej Zróżnicowane temp. topnienia, duży współczynnik rozszerzalno-ści cieplnej

Właściwości fizyczne kryształów Kryształy molekularne kowalencyjne jonowe metaliczne Elektryczna Izolatory W stanie czystym są izolatorami W stanie stałym źle przewodzą prąd, w stanie stopionym lub w roztworze są przewodnika-mi jonowymi Dobre przewodniki elektryczności za pośrednict-wem swobodnych elektronów Optyczna Widmo pochłaniania światła takie same jak w stanie ciekłym i gazowym Wysoki współczynnik załamania światła, współczynnik pochłaniania inny niż w stanie ciekłym lub gazowym Silnie pochłaniają światło dalekiej podczerwieni Nieprzezro-czyste w stanie stałym i ciekłym, charakterysty-czny połysk metaliczny