Что называется элементарной ячейкой? Принципы ее выбора.

Элементарная ячейка - это минимальный воображаемый объем кристалла, трансляции которого позволяют построить трехмерную кристаллическую решетку в целом.

Элементарную ячейку нужно выбирать так, чтобы она была наименьшей, но отражала симметрию, присущую структуре, в целом.

Что называется пространственной решеткой и чем она отличается от кристаллической структуры?

Пространственная решетка - это своеобразный элемент симметрии, задающий и осуществляющий повторяемость эквивалентных точек кристаллического пространства в трех некомпланарных направлениях.

Пространственная решетка - это геометрическая схема кристаллической структуры, в которой остаются геометрические параметры трансляций, но не указывается конкретное размещение атомов в данной структуре.

Что такое координационные числа и координационные многогранники? Примеры.

Координационное число - это число ближайших к данному атому (иону) соседних атомов (ионов) в структуре кристалла. Например, в структуре CsCl координационные числа всех атомов равны 8.

Координационный многогранник - это многогранник, в вершинах которого располагаются лиганды. Например, в структуре флюорита КМ вокруг иона кальция имеет форму куба.

Что такое число формульных единиц? Его подсчет. Что необходимо знать, чтобы определить это число? Примеры.

Число формульных единиц - это число атомов в элементарной ячейке для простых веществ, молекул - для простых молекулярных веществ, для подавляющего большинства неорганических и интерметаллических соединений, в которых нет молекул, этот термин используют вместо термина "количество молекул". Для его определения нужно подсчитать число атомов каждого сорта, приходящихся на одну элементарную ячейку.

Например, в структуре флюорита на одну элементарную ячейку приходится 4 атома кальция и 8 атомов фтора, составляющие 4 формульных единицы "CaF2".

Типы химической связи. Природа ковалентной связи. Примеры структур.

Типы химической связи: металлическая (медь), ионная (галит), ковалентная (алмаз), ван-дер-ваальсова (Cl2), водородная (CO2).

При ковалентной связи электронная пара становится общей для связываемых атомов и притягивает их ядра при взаимном объемном перекрывании атомных орбиталей этих атомов.

Координационные числа и многогранники, реализуемые в структурах с преимущественно ковалентной связью.

Т.к. число электронов, осуществляющих ковалентные связи, у каждого атома ограниченно, то для структур с этим типом связи характерны малые координационные числа (обычно не больше 4). Основной координационный многогранник - тетраэдр.

Что такое металлическая связь? Каковы ее особенности? Ее реализация в кристаллических структурах. Примеры.

Металлическая связь - это химическая связь, осуществляемая взаимодействием свободных электронов и положительно заряженных атомных ядер. Металлический кристалл можно представить как решетку из положительно заряженных атомных ядер, погруженных в отрицательно заряженный "газ" из свободных электронов.

Модели структур с металлической связью строятся из атомов одинакового или близкого размера, уложенных наиболее компактно. Поэтому для металлических структур характерны большие КЧ, плотнейшие упаковки частиц. Примеры: медь, магний.

Особенности ионной связи и ее реализация в кристаллический структурах. Примеры структур с этим типом связи.

В ионных кристаллах нет молекул, т.е. нет границ между структурными единицами. И т.к. электрический заряд распределяется по всей поверхности иона, то катионы стремятся окружить себя большим числом анионов так, что кулоновское отталкивание компенсируется взаимным кулоновским притяжением. Поэтому для таких структур характерны достаточно высокие КЧ (6,8), нередко встречаются плотнейшие упаковки атомов. Примеры: NaCl, KI, KF.

Особенности ван-дер-ваальсовой связи и ее реализация в кристаллических структурах. Примеры структур с этим типом связи.

Ван-дер-ваальсовы связи на полтора порядка слабее ковалентных и ионных. Они быстро ослабевают с увеличением межатомных расстояний, но всегда присутствуют в качестве добавочных в кристалле любого типа. Структуры с этим типом связи часто подчиняются законам плотнейших упаковок, поэтому КЧ характеризуются большими величинами. Примеры: Cl2, Ar, Kr.