بررسی پیوند های شیمیایی در اتصال کریستالی

چکیده مقاله

عامل انسجام در جامدات، برهم کنش الکتروستاتیکی جاذبه بین بارهای منفی الکترون‌ها و بارهای مثبت هسته است. جامدات براساس تقارن شبکه و پیوندهای شیمیایی دسته‌بندی می‌شوند. از طرفی براساس توزیع فضایی الکترون‌ها، پیوندهای شیمیایی را می‌توان به 5 دسته پیوند یونی، پیوند کوالانسی، پیوند واندروالسی یا مولکولی، پیوند هیدروژنی و پیوند فلزی دسته بندی کرد. جفت‌شدگی دوقطبی، یکی به علت نوسانات، و دیگری ناشی از میدان الکتریکی تولید شده توسط اولی، منجر به نیروی جاذبه می‌شود که به آن نیروی واندروالس می‌گویند. پیوند واندروالسی نسبتاً ضعیف است. در مقابل، پیوند یونی ناشی از برهم‌کنش الکتروستاتیکی یون‌هایی با بار مخالف است. یک برهم‌کنش کولنی جاذبه قوی بین یون‌های نزدیکترین همسایه وجود دارد، که عامل پیوند یونی است. پیوند یونی بسیار قوی است و از نظر تجربی، این استحکام با دمای ذوب نسبتاً بالا مشخص می‌شود. پیوند کووالانسی یکی دیگر از پیوند‌های مهم است که در بسیاری از جامدات وجود دارد. پیوند کوالانسی بین دو اتم معمولاً توسط دو الکترون تشکیل می‌شود، که یکی از هر اتم در پیوند شرکت می‌کند. به طور معمول پیوند کووالانسی قوی است. از سوی دیگر فلزات با رسانایی الکتریکی بالای خود مشخص می‌شوند. الکترون‌هایی که قادر به حرکت در بین بلور هستند، الکترون‌های رسانش نام دارند. ویژگی اصلی پیوند فلزی، پایین بودن انرژی الکترون‌های ظرفیت در فلز نسبت به اتم‌های آزاد است. در مقاله برخی از عوامل کیفی این حقیقت توضیح داده شده است. پیوند فلزی نسبت به پیوند یونی و کوالانسی ضعیف‌تر است. به دلیل وجود کج‌فهمی‌های دانش‌آموزان و دانشجویان که حاصل از تصورات قبلی آن‌ها در زمینه علم شیمی و انواع مختلف پیوندهای بین‌اتمی است، در این مقاله سعی شده است به زبان صریح انواع پیوندهای بین‌اتمی در جامدات و مقایسه قدرت هرکدام از طریق محاسبه و رسم نمودارهای انرژی‌های هم‌چسبی مربوطه، مورد بررسی قرار گیرد.