ساختار جامدات 1

جامد های یونی

برخی از مواد ذوب شده هنگامیکه سرد می شوند به شکل بلور در می آیند به این بلورها جامدهای یونی می گویند.این جامدها شامل نمک ها,اکسیدها و سولفیدها می باشند و از یون های غیرهم نام آنیون و کاتیون تشکیل شده اند که با نیزوی الکتروستاتیک کنار یکدیگر نگه داشته می شوند.

برای پایداری این جامدهای یونی چهار شرط اساسی لازم است که عبارتند از:

1.بلور از نظر بارالکتریکی خنثی باشد.

2.هر یون با بیشترین تعداد از یون های مختلف احاطه شود.

3.یون های غیرهم نام تا حد امکان به هم نزدیک باشند.

4.یون های هم نام تا حد امکان از هم دور باشند.

در صورت فراهم بودن این شرایط جامدهای یونی تشکیل می شوند. برخی ویژگی ها درجامدهای یونی باعث شده تا این جامدها از جامدهای فلزی و کوالانسی متمایز شوند.

این ویژگی ها عبارتند از:

1.جامدهای یونی در حالت مذاب یا محلول رسانایی الکتریکی بالا, اما در حالت جامد, رسانایی کمی دارند. در این جامدها هرچه یون ها کوچکتر و بار الکتریکی آنها بیشتر باشد رسانایی کمتر است؛ زیرا حلال پوشی آنها راحتتر صورت گرفته و تحرک آنها کمتر می شود.

2.به علت وجود پیوند یونی قوی, نقطه ذوب و جوش بالایی دارند.

3.در شرایط معمولی همگی جامدند.

4.همگی سخت؛ اما شکننده اند.

5.در حلال های قطبی بهتر حل می شوند.

قواعد فاجاس

به طور تقریب اکثر پیوندهای تشکیل شده از نوع پیوند های قطبی هستند ینی درصدی خصلت یونی و درصدی خصلت کوالانسی دارند؛ به طئری که اگر اختلاف الکترونگاتیوی بین دو اتم حدود 1.7 باشد 50 درصد ماهیت پیوند, یونی و50 درصد دیگر, کوالانسی است و اگر اختلاف الکترونگاتیوی از این مقدار بیشتر باشد خصلت یونی پیوند بیشتر خواهد بئد. در جامدهای یونی, پیوند بین یون های غیرهم نام علاوه بر ماهیت یونی تا حدودی ماهیت کوالانسی نیز دارد و ابرالکترونی آنیون به سمت کاتیون کشیده می شود. در این حالت, شکل کروی ابرالکترونی آنیون و کاتیون از بین رفته و تغییرشکل می یابد. فاجاس میزان خصلت کوالانسی پیوندها در جامدهای یونی را به ترتیب اهمیت در سه قاعده مورد بررسی قرار می دهد:

قاعده اول: هرچه پتانسیل یونش کاتیون بزرگتر باشد قطبش کنندگی آن بشتر می شود؛ در نتیجه با قدرت بیشتری ابرالکترونی آنیون را به سمت خود کشیده و از حالت کروی خارج می کند. در این حالت خصلت کوالانسی پیوند نیز افزایش می یابد.

قاعده دوم: هرچه بار آنیون بیشتر و شعاع آن بزرگتر باشد قطبش پذیری آن توسط کاتیون زیادتر شده و خصلت کوالانسی ترکیب نیز بیشتر می شود.

قاعده سوم: در صورت یکسان بودن بار و شعاع کاتیون ها, کاتیون با آرایش شبه گاز نجیب (کاتیون فلز واسطه) نسبت به کاتیون با آرایش گاز نجیب (کاتیون فلز اصلی) قطبش کنندگی بالتری داشته و ابرالکترونی آنیون را بیشتر به سمت خود می کشد؛ در نتیجه خصلت کوالانسی پیوند بیشتر می شود.