О природе минералов 1 Введение

1.6 Электроотрицательность и
промежуточный
ионно-ковалентно-металлический
характер связи
Хотя в приведенном выше описании химические
связи рассматривались так, как если бы в природе
они существовали по отдельности, в действитель-
ности же большинство связей обладает свойства-
ми, промежуточными между чисто ковалентной,
чисто ионной и чисто металлической. Изучение
энергий связи, главным образом путем измерения
теплоты образования и теплоты диссоциации раз-
личных веществ, показывает, что энергия подлин-
ной связи между несходными атомами, как прави-
ло, оказывается выше, чем рассчитанная энергия
обычной ковалентной связи между ними. Допол-
нительно привнесенная доля энергии зависит от
степени развития ионного характера связи.
Обычная ковалентная энергия определяется
приблизительно как среднее арифметическое зна-
чение
1
энергий связи между сходными атомами
двух рассматриваемых элементов. Следовательно,
для двух элементов
 А
и
 В
энергия связи
 D
опре-
деляется уравнением
и если найденная энергия связи равняется
 D(A-
В),
то дополнительная энергия ионной связи
Δ
составит
Энергии единичных связей между подобными ато-
мами можно рассчитать из теплоты диссоциации
молекул на атомы. Такой расчет основан на эм-
пирическом постулате, согласно которому энергия
диссоциации многоатомных молекул может быть
поделена поровну между всеми имеющимися свя-
зями.
Установлено, что значение
Δ
в приведенном
выше уравнении увеличивается по мере того, как
атомы
 А и В
все в большей степени начинают
различаться по электроотрицательности, т.е. по
способности притягивать к себе электроны. Это
свойство атомов отличается от двух других ха-
рактеристик — потенциала ионизации и сродства
к электрону — хотя и связано с ними. Поэтому
было предложено рассматривать среднее из зна-
чений первого ионизационного потенциала (энер-
гия, необходимая для отрыва первого валентно-
го электрона от атома, плюс энергия реакции
A
+
 + е
-
—>
 А)
и сродства к электрону (энергия
реакции
 A
+
 + е
-
 —
>
 А
-
)
как меру электроотрица-
тельности нейтрального атома.
Проанализировав значения
Δ
(энергия допол-
нительной ионной связи) для соединений 14 эле-
ментов, у которых были известны единичные
энергии связи, Полинг построил полную шкалу
электроотрицательностей элементов, произволь-
но начав ее с водорода, имеющего электроотрица-
тельность 2,1 (табл. 1.6). На этой шкале элементы
с электроотрицательностью примерно > 2 входят
в группу неметаллических элементов, которая в
табл. 1.6 отделена слева жирной линией. Кремний
и мышьяк отнесены к неметаллам, так как они, по-
добно бору, углероду, азоту, фосфору и сере, име-
ют тенденцию к образованию с кислородом дис-
кретных анионных групп в структурах минералов.
Поскольку ионный вклад в энергию связи
возрастает с увеличением разницы между элек-
троотрицательностями участвующих в образо-
вании связи элементов, то по значениям элек-
троотрицательности связанных элементов ока-
зывается возможным приблизительно оценивать
процентную долю вклада ионной связи. Прибли-
зительно рассчитанное соотношение между разни-
цей в значениях электроотрицательности и степе-
нью ионной связи показано на рис. 1.12.