Грань между типами кристаллических решеток

[Solaris]

Помогите разобраться.
1. Атомная и молекулярная кристаллические решетки.
Почему алмаз и графит оба имеют атомную кристаллическую решетку, когда в алмазе все связи ковалентные неполярные (КНС), т.е. это как бы одна гигантская молекула, а в графите - в пределах одного слоя вся связи КНС, а между слоями вандерваальсовы связи (ВДВС), т.е. каждый слой - это гигантская молекула и этих молекул множество, почему это не атомно-молекулярная или молекулярная решетка?
2. Атомная и ионная кристаллические решетки
Есть условная грань между ковалентной полярной связь (КПС) и ионной связью (ИС) (как крайний вариант КПС) - это разница в электроотрицательности в 1.7:
ΔЭО < 1.7 => КПС,
ΔЭО > 1.7 => ИС.
Рассмотрим примеры:
BeO: ЭО (Be) = 1.5, ЭО (О) = 3.5, ΔЭО = 2.0, связь Be-O - ИС
Al2O3: ЭО (Al) = 1.5, ЭО (О) = 3.5, ΔЭО = 2.0, связь Al-O - ИС
Fe2O3: ЭО (Fe) = 1.8, ЭО (О) = 3.5, ΔЭО =1.7, связь Fe-O - ИС/КПС
SiO2: ЭО(Si) = 1.8, ЭО (О) = 3.5, ΔЭО = 1.7, связь Si-O - ИС/КПС
Теперь вопрос: почему BeO и Fe2O3 имеют ионную кристаллическую решетку, а Al2O3 и SiO2 - атомную, ведь, во-первых, ЭО Al и Be одинаковые, во-вторых, ЭО Si и Fe одинаковые, в-третьих, атомные кристаллические решетки склонны образовывать вещества с КНС (C, Si) или КПС (SiC), а Fe2O3 (степень ионности связи в котором меньше, чем в Al2O3) имеет ионную кристаллическую решетку, а не атомную, при том что SiO2 при схожей степени ионности связи имеет атомную кристаллическую решетку?

[Muhambetov Ildar]

Fe2O3 ионную??? точно?
Есть понятие степень ионности соединения. Со 100 % значением соединений нет, кажется.
Вообще, большинство перечисленных соединений имеет ряд структурных модификаций (отличаются сингонией вроде). Логично, что, если соединение имеет структурные модификации, то оно не ионное, так как ионные стремятся к плотной наиболее выгодной упаковке. Или нет?

[Solaris]

Fe2O3 ионную??? точно?

Не уверен, я сделал этот вывод на основании ΔЭО. Сам я не химик по образованию, поэтому могу ошибаться и многих тонкостей не знать.

Вообще, большинство перечисленных соединений имеет ряд структурных модификаций (отличаются сингонией вроде). Логично, что, если соединение имеет структурные модификации, то оно не ионное, так как ионные стремятся к плотной наиболее выгодной упаковке. Или нет?

Значит, у веществ с ионной кристаллической решеткой всегда одна структурная модификация, с атомной - всегда две и более структурные модификации? Про SiO2 и Al2O3 я нигде не находил, чтобы у них было по 2 и более структурных модификаций.
Получается, ΔЭО не имеет корреляции с типом кристаллической решетки?

[amik]

Про SiO2 и Al2O3 я нигде не находил, чтобы у них было по 2 и более структурных модификаций.

У SiO2 две, у Al2O3 четыре кристаллических модификации. Это что-то изменит в выкладках?

[Solaris]

Тогда я вообще не понимаю, в чем отличие атомной кристаллической решетки от ионной. В школьном курсе постулировалось, что в атомной кристаллической решетке находятся нейтральные атомы, а в ионной - заряженные атомы. А на деле в атомной кристаллической решетке могут быть как нейтральные, так и заряженные атомы...

[Alex K]

Про SiO2 и Al2O3 я нигде не находил, чтобы у них было по 2 и более структурных модификаций.

У SiO2 две, у Al2O3 четыре кристаллических модификации. Это что-то изменит в выкладках?

у SiO2 (и у Al2O3, вроде тоже) модификаций гораздо больше

[Alex K]

Тогда я вообще не понимаю, в чем отличие атомной кристаллической решетки от ионной. В школьном курсе постулировалось, что в атомной кристаллической решетке находятся нейтральные атомы, а в ионной - заряженные атомы. А на деле в атомной кристаллической решетке могут быть как нейтральные, так и заряженные атомы...

граница тут чисто условна... Чисто ионных соединений нет вообще, чисто ковалентные состоят из одинаковых атомов. Скорее можно ориентироваться на то, можете ли вы исходя из формальных валентностей описать структуру. Например КЧ у Al в корунде = 6. И какая там ковалентная связь? Более того в силикатах есть Al c КЧ=6, а есть - с КЧ=4. Связь с первым обычно считается ионной (силикаты алюминия), со вторым - ковалентной (алюмосиликаты).
А есть еще SiO2 c КЧ у кремния = 4+2 (стишовит, структура рутила). А там какая связь?

[ИСН]

Что касается электроотрицательности, то она кое-то может подсказать, но она сама по себе вещь условная. У разных школ - разные шкалы. Иногда дерутся стенка на стенку.

[Muhambetov Ildar]

Нда, интересный вопрос.
Может тут есть какая-нибудь зависимость с растворимостью в полярных соединениях?

Или вот такая вещь как изменение реакционной способности кристаллических веществ после предварительного прокаливания при разной температуре. Наверняка для ионных соединений это нехарактерно?

P.S. У оксида алюминия куча модификаций, корунд - один с КЧ 6 и образуется из других модификаций при Т>1100 град цельсия - крайний, наиболее устойчивый вариант. Другие модификации так и называются - метастабильные.

[kbob]

Дли ионных кристаллов вклад кулоновской энергии, в энергию решетки может достигать 90%. То-есть можно считать что связь на 90% ионная. Для других веществ доля ионной составляющей значительно меньше.
http://www.chemway.ru/bd_chem/tbl_mol/w ... m_07_2.php

[Alex K]

Угу. Только для этого надо знать энергию решетки и эффективные заряды атомов. А если не удовлетворяться при расчете ф-лой Капустинского - то и структуру кристалла.

[Hattabych]

Встречный вопрос.
Имеет ли практический смысл знание того как корректно называть ионную или атомную решетку в случае, который указан в первоначальном вопросе, то есть в пограничном случае - ведь никакого скачкообразного изменения свойств в таких случаях не происходит? И как не назови, в формула вещества говорит сама за себя.
Вообще в любом кристалле (даже в любом веществе) присутсвуют ионы при ненулевой температуре, даже в алмазе...

[Лечащий Врач]

Термины "атомная" и "ионная" кристаллическая решетка сейчас используются только в замшелых учебниках. Поэтому и нет современного взгляда на эти понятия. Забудьте как страшный сон и не пытайтесь что-то ими объяснять.

[Alex K]

Термины "атомная" и "ионная" кристаллическая решетка сейчас используются только в замшелых учебниках. Поэтому и нет современного взгляда на эти понятия. Забудьте как страшный сон и не пытайтесь что-то ими объяснять.

Однако, в ЕГЭ сии термины употребляются. Именно отсюда, думаю, и вопрос...
Ну, а если кроме ЕГЭ - описание и энергии решетки, и динамики атомов в ионной модели существенно проще, чем в для ковалентной связи, посему вопрос об области применимости данной модели вполне осмыслен.

[Droog_Andrey]

Ионность решётки можно грубо оценить по электропроводности расплава (при отсутствии металлической проводимости в твёрдом теле, вестимо).

Проводит толком расплав ток - значит, связь в кристалле ионная. Нет - значит, нет.

[Alex K]

Ионность решётки можно грубо оценить по электропроводности расплава (при отсутствии металлической проводимости в твёрдом теле, вестимо).

Проводит толком расплав ток - значит, связь в кристалле ионная. Нет - значит, нет.

Боюсь, для какого-нибудь MgO или CaO такая оценка будет несколько затруднена...
А для стишовита, например, как быть?

[Droog_Andrey]

Оксиды магния и кальция вполне себе плавятся. Электропроводность можно определять по отражению микроволн.

Ещё ионность может быть заметна по высоким координационным числам. Например, в карбиде бериллия Be₂C атом углерода восьмикоординирован. Какая ж тут ковалентность?

Стишовит (как и все остальные формы SiO₂) ковалентен, ибо четырёхзарядный катион кремния имеет слишком высокую поляризующую способность. Другое дело - какой-нить ThO₂.

[Alex K]

А как чисто ковалентная связь для кремния согласуется с КЧ=6?

[Droog_Andrey]

Так же, как и в гексафторсиликат-анионе, изоэлектронном SF₆. Для кремния шесть - не так уж и много. Не превышает удвоенный номер периода.

[Alex K]

в (SiF6)2- электронов на каждую из 6 связей поболе будет...
А все-таки с плавлением стишовита то как быть? У него в расплаве при 1 атм КЧ=4+2 для кремния разве сохранится? Если нет, то какие выводы могут быть сделаны по электропроводности расплава?