§ 16. Типы кристаллических структур
Зависимость свойств веществ от типа кристаллической структуры
Свойства твёрдых веществ зависят от строения кристаллов и прочности в них химических связей. Например, углерод образует несколько разновидностей кристаллических структур. Одна из них — структура алмаза, в которой каждый атом углерода образует четыре равные по прочности ковалентные связи с четырьмя соседними атомами углерода, расположенными в вершинах тетраэдра (рис. 38). Благодаря своему строению алмаз — самое твёрдое природное вещество (Приложение 2). Аналогичные кристаллические структуры и близкую к алмазу твёрдость имеют карборунд SiC и боразон BN.
![img](http://profil.adu.by/pluginfile.php/5831/mod_book/chapter/17856/%D0%A0%D0%B8%D1%81.%2038.%20%D0%9A%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5%20%D1%80%D0%B5%D1%88%D1%91%D1%82%D0%BA%D0%B8%20%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B9%20%D1%83%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B0.jpg)
Другая разновидность кристаллического углерода — графит. В графите атомы углерода расположены слоями. В слоях каждый атом углерода использует три своих электрона для образования трёх ковалентных связей с соседними атомами. Четвёртый электрон участвует в образовании делокализованных π-связей и может свободно перемещаться вдоль слоя. Поэтому графит обладает электропроводностью и используется для изготовления электроконтактов, проводящих смазок, электродов и др.
Расстояние между слоями графита значительно больше, чем между атомами в слое. Поэтому графит легко расслаивается. Благодаря этому свойству из графита изготавливают грифели карандашей, он входит в состав различных смазок, снижающих трение, и сам является твёрдой смазкой в формах для литья металлов.
Третья кристаллическая модификация углерода — фуллерит — образована молекулами фуллерена С60, состоящими из 60 атомов углерода.
Атомные, ионные и металлические кристаллы различаются устойчивостью к механической деформации, в результате которой происходит смещение отдельных слоёв кристаллической структуры (рис. 39). При этом сцепление между слоями в атомных кристаллах (а) нарушается из-за разрыва химических связей между атомами, а в ионных — из-за отталкивания одноимённо заряженных ионов (б). В металлических кристаллах благодаря особенностям металлической связи кристаллы не разрушаются, а деформируются. Поэтому металлы пластичны (ковки), а атомные и ионные кристаллы — хрупки.
![img](http://profil.adu.by/pluginfile.php/5831/mod_book/chapter/17856/%D0%A0%D0%B8%D1%81.%2039.%20%D0%A1%D0%BC%D0%B5%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%91%D0%B2%20%D0%BF%D1%80%D0%B8%20%D0%B4%D0%B5%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8%20%D0%BA%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%BE%D0%B2.jpg)
а — атомных, б — ионных, в — металлических