Строительство. Стройматериалы

Строительные материалы и изделия

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Прочность связей характеризуется той энергией, которую нужно затратить для разъединения кристалла на составляющие его частицы. Количество энергии, необходимое для разъединения кристалла на составляющие его частицы и удаления их в бесконечность, называется энергией решетки. Энергия решетки в общем случае не включает энергию колебаний атомов (ионов), из которых состоит кристалл.  При повышении температуры энергия решетки уменьшается вследствие «разрыхления» решетки под воздействием тепловых колебаний, в то время как внутренняя энергия увеличивается.

Энергию решетки ионных кристаллов можно рассчитать по формуле М. Борна

Энергия решетки определяет основные физические свойства кристаллов: температуру плавления, механическую прочность, твердость и т. д. Чем больше энергия решетки кристалла, тем более он устойчив. Это означает, что при уменьшении расстояния между ионами или при увеличении валентности возрастает энергия решетки, а соответственно и температуры кипения и плавления. Различия в энергиях решетки разных веществ сказываются и на их реакционной способности. Вещества с наименьшей энергией будут, как правило, реакционно-способными.

Поверхность кристалла представляет собой обрыв периодического расположения элементов решетки. Связи любой выделенной внутри кристалла частицы насыщаются связями соседей. А для атомов, ионов или молекул, находящихся на поверхности, это насыщение уже не является всесторонним. Отсюда вытекают характерные энергетические взаимодействия частиц в близких к поверхности слоях кристалла и на поверхности, граничащей со средой. При увеличении поверхности раздела, т. е. при переводе молекул в поверхностный слой, совершается работа против некомпенсированных сил межмолекулярного взаимодействия у границы раздела фаз (например, кристалл 1 - кристалл 2, кристалл - жидкость, кристалл - газ). Поэтому частицы на поверхности кристалла обладают большей потенциальной энергией, чем атомы или ионы внутри кристалла.

Поверхностная энергия - это избыток энергии поверхностного слоя на границе раздела фаз по сравнению с соответствующей объемной энергией самих фаз.