Кристаллическая решетка.

От степени внутреннего взаимодействия между звеньями кристаллической решетки зависит и само поведение кристаллов при воздействии на них высоких температур. Сила этого взаимодействия зависит от величины зарядов в узлах решетки и расстояния между ними.

По сути, плавление – это процесс преодоления силы притяжения частиц путем увеличения их кинетической энергии, поэтому то прочность кристаллической решетки измеряется величиной ее энергии.

От твердости кристалла и от его прочности напрямую зависит и сама энергия кристаллической решетки, поэтому многим твердым материалам для плавления необходима высокая температура – температура плавления.

В кристаллических решетках различают четыре вида основных связей между частицами.

Ионная химическая связь – очень прочная, при ней валентные электроны с одного атома «перетекают» в другой, с более сильной отрицательной заряженностью, стремясь к устойчивости внешней электронной оболочки. Атомы при этом становятся заряженными ионами, и между ними возникает электростатическое притяжение. При ионной связи нужна высокая температура плавления, она характеризуется относительно малой летучестью оксидов, к примеру, оксида магния ( МgO ) или алюминия (Аl2O3). Такая связь больше всего распространена среди силикатов.

Ковалентная связь, которая характерна для твердых, с небольшой летучестью и тугоплавких соединений, таких как, к примеру, алмаз, обеспечивает очень прочное соединение элементов в кристаллической решетке. Внешние электроны, имеющие общие орбиты, двигаются вокруг двух атомов. При такой схеме поддерживается наименьший запас потенциальной энергии и это предвосхищает ее очень высокую и стабильную прочность.

Ионная и ковалентная связи – только химические, в их образовании и поддержании участвуют только внешние электроны. При этом происходит насыщение связей каждой из частиц, а их количество определяется валентностью атома.

Существует еще молекулярная связь, которая присуща для соединений, входящих в огнеупорные составы и шлаки. Эта связь возникает под действием сил электростатического взаимодействия, названного в честь ученого Ван – дер – Ваальса, между большими взаимно поляризованными элементами – молекулами. Силы электростатического взаимодействия, которые возникают при таком виде связи, в сто и даже тысячи раз слабее химических, и насыщения не происходит.

Последний основной вид связи – металлический, он возникает у металлов и неметаллов, которые являются проводниками электрического тока. При таком виде связи кристаллическая решетка состоит из положительно заряженных ионов, между которыми двигаются электроны, которые динамически и мгновенно вступают в связь с катионами.

Несмотря на классификацию, в чистом виде он не встречаются – их можно видеть только во всевозможных комбинациях и сочетаниях друг с другом.