Rodzaje wiązania w kryształach

Atomy wiążą się podczas reakcji chemicznych, powodując tworzenie się kryształów. Kryształy definiuje się jako stały stan materii, w którym atomy są ciasno upakowane. Cechą wyróżniającą kryształy jest to, że ich bryła jest symetryczna ze wszystkich stron. Specyficzny geometryczny kształt kryształów nazywany jest siecią krystaliczną. Kiedy elektrony atomów łączą się z otaczającymi atomami, dochodzi do dopełnienia wiązania chemicznego i tworzą się kryształy.

Kiedy tworzą się kryształy jonowe, elektrony przeskakują swoje orbity, aby związać się z odpowiednim atomem podtrzymującym. Powstała kombinacja ujemnie lub dodatnio naładowanych sił elektrostatycznych stabilizuje jony. Fizyk Charles Augustin de Coulomb zdefiniował te siły elektrostatyczne, czyli siły kulombowskie, w formie prawa. Zgodnie z prawem Coulomba, siły przyciągania utworzone między atomami przyciągają atomy do siebie, a to działanie jest niekorzystnie powielane z powodu podobnych ładunków między tymi samymi jonami. Powoduje to bardzo silne wiązanie atomów w kryształach. Te bardzo intensywne siły przypisują tym kryształom wysokie temperatury topnienia i sztywne struktury.

Wiązanie kowalencyjne, jak sama nazwa wskazuje, to struktura krystaliczna, w której elektrony nie opuszczają swoich orbit. Zamiast tego elektrony są dzielone między dwa atomy. Wspólny elektron wiąże w ten sposób co dwa sąsiednie atomy. Związane atomy dalej dzielą inny elektron z atomów obok nich i tak dalej. Wiązanie kowalencyjne między atomami substancji powoduje powstanie kryształu geometrycznego.

Wiązanie Van der Waalsa to słaba interakcja między atomami substancji, w wyniku której powstają kryształy o miękkiej konsystencji. Zewnętrzna orbita atomów jest całkowicie wypełniona wspólnymi elektronami, ale ich ładunek wciąż się przenosi.

Wiązanie wodorowe powstaje, gdy atom wodoru jest przyciągany w kierunku odpowiednich elektronów odpowiednich atomów. To zakłóca tworzenie kryształów. Atom wodoru po związaniu z innym atomem jest przyciągany w kierunku ujemnego ładunku sąsiedniej cząsteczki. To ogranicza atom wodoru między dwoma ujemnymi ładunkami. Wiązania wodorowe są powszechnie spotykane w kryształkach lodu, w których atomy wodoru są ciasno upakowane między dwoma atomami tlenu.

Podczas tworzenia kryształów metalicznych wszystkie elektrony z orbit atomowych wyrywają się ze swoich ścieżek. Te gromadzą się razem i tworzą chmurę. Cała ta gromada jest przyciągana przez dodatnio naładowane centra atomów. To przyciąganie utrzymuje atomy razem. Wszystkie metale tworzą kryształy tego typu. Ponieważ elektrony mogą swobodnie poruszać się w związku, utworzone kryształy są wysoce przewodzące.