Известно, что связи между структурными элементами в кристалле хотя и имеют тот же характер, что и связи между атомами или ионами внутри молекулы, но гораздо более разнообразны.
По характеру связи кристаллы (твердых тел) классифицируют:
–металлические (Au, Ag, Cu, Fe и др.);
–ионные (NaCl, KCl, LiF и др.);
–ковалентные (Si, C и др.);
–молекулярные (кристаллы многих органических веществ).
При металлической связи (характерной только для металлов) в узлах кристаллической решетки находятся ионы металлов, а свободные электроны, представляющие собой электронный газ, находятся в совместном их пользовании.
Ионная связь характерна для водорастворимых солей. В этом случае в узлах кристаллической решетки находятся ионы различных элементов – анионы и катионы, которые удерживаются кулоновскими силами. В ряду: Li,Rb,K,Ca,Na,Al,Zn,Cd,Sn,H,Cu,Hg,Br,Cl,F элементы, стоящие в левой части ряда, в химических соединениях отдают свои электроны элементам, стоящим в правой части ряда. Таким образом одни элементы становятся катионами, а другие анионами. Необходимым условием ионной связи является (по Полингу)
ЭОА – ЭОК =ΔЭО≥1,9 ,
Где ЭО величина электроотрицательности атома, ккал/г-ат.
Ковалентная (атомная) связь возникает при совместном владении атомами электронов. В простейшем случае парой электронов, причем эти электроны как бы располагаются по отношению к указанным атомам точно посередине. Во многих случаях, однако, при осуществлении такой связи электроны, находящиеся в совместном владении взаимодействующих атомов, смещаются к одному из атомов. Такую связь принято называть ковалентной полярной. Ковалентная связь характерна для подавляющего числа минералов.
Металлическая, ионная и ковалентная связи являются химическими, так как возникают за счет перераспределения электронов между связываемыми элементами. Они являются наиболее прочными.
Молекулярная связь характерна тем, что связь между молекулами или агрегатами атомов в кристаллической решетке осуществляется силами Ван-дер-Ваальса. Эта связь во много десятков раз слабее химических.
Существует еще один вид связи–водородная. Она возникает, если структурными элементами кристаллической решетки являются молекулы, содержащие водород связанный с сильно электроотрицательным элементом (F, Cl, O и др.). Водородная связь обусловлена способностью водорода такой молекулы образовывать еще одну связь с другой модекулой, содержащей сильно электроотрицательный элемент. Чаще всего имеет место в силикатах. Например тальк (Mg3(OH)2Si4O10). Связь внутри молекулы ионная и ковалентная, а между молекулами водородная. По прочности водородная связь занимает место между химическими и молекулярной, ближе к молекулярной.
В одном и том же минерале могут существовать одновременно все или некоторые из перечисленных видов связей. Так, например, в графите атомы углерода расположены слоями, построенными в виде гексагональной сетки. В плоскости этих слоев между атомами углерода существуют ковалентные связи, а связь между слоями (по плоскостям спайности) осуществляется слабыми молекулярными силами. Поэтому графит легко раскалывается по плоскостям спайности, проходящим между слоями, в то время как по плоскостям, перпендикулярным плоскостям спайности (торец чешуйки), где действуют прочные атомные связи, раскалывание происходит труднее.
По прочности, в порядке уменьшения энергии связи их можно расположить в ряд:
металлическая, ионная, ковалентная, водородная, молекулярная.
 |
В процессе дробления и измельчения полезных ископаемых происходит разрушение связей между структурными элементами кристаллов минералов и образование новых поверхностей. Физико-химические свойства этих поверхностей, в частности энергия взаимодействия с водой и воздухом, определятся характером и числом связей разрушаемых при дроблении и измельчении.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.