Ковалентные кристаллы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

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 A^III B^V, напр, боразон (BN), GaAs, GaSb, InAs, A1P; A^IIB^VI - 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 A^IB^VII-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.

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.