Ковалентные кристаллы - кристаллы с ковалентными хим. межатомными связями. К. к.
образуются чаще всего из элементов IV и близких к ней групп периодической
системы элементов с тетраэдрич. гибридизацией валентных орбиталей, так что
химическая связь осуществляется парами электронов, локализованных между
близко расположенными атомами (см. Ковалентная связь). Вследствие направленности
и прочности этой связи К. к. обладают высокой твёрдостью, упругостью, нек-рые
из них - хрупкие. К. к. обычно имеют высокую теплопроводность. Наиб. типичным
представителем К. к. является алмаз (С), к ним относятся также кремний (Si),
германий (Ge), серое олово -Sn,
ряд соединений из элементов, равноотстоящих вправо и влево от вертикали IV группы
периодич. системы. Это - соединения AIII BV, напр, боразон
(BN), GaAs, GaSb, InAs, A1P; AIIBVI - окись бериллия (BeO),
цинкит (ZnO), сфалерит (ZnS), CdTe и
др. По характеру электронного спектра все эти соединения - полупроводники, ширина
запрещённой зоны к-рых изменяется в пределах от 0,2 до 2-4 эВ. По мере расхождения
по горизонтали периодич. системы в соединениях AIBVII-CuCl,
CuBr, Agl ковалентная связь ослабляется, приобретает частично ионный характер,
а при спуске вдоль вертикалей возрастает и доля металлизации, напр. кристаллы
белого олова -Sn
практически металлические.
Нек-рой долей металличности
обладают и К. к. тройных и более сложных соединений, напр, халькопирит (CuFeS2),
станнин (Cu2FeSnS4), CdSnAs2 и др., имеющих
также тетраэдрич. координацию атомов. Примерами К. к. с октаэдрич. координацией
могут служить PbS, PbSe, SnTe, Bi2Te3, Bi2TeS2
и пр. Мн. кристаллы гетеродесмичны, т. е. атомы в их кристал-лич. структурах
имеют связи разл. типа. Так, кристаллы графита С ковалентны по характеру связей
внутри атомных сеток, но связи между сетками ван-дер-ваальсовы. Аналогично описываются
структуры элементов, близких к IV подгруппе, напр. Р, S, Se, Те, атомы в них
образуют ковалентно связанные группировки, но между группировками связь ван-дер-ваальсова.
Мн. К. к. находят широкое
техн. применение: используются, напр., природный и синтетич. алмазы, в больших
кол-вах производятся особо чистые кристаллы кремния, являющиеся основой полупроводниковой
электронной техники, а также К. к. Ge, GaAs и др.
Б. К. Вайнштейн