О природе минералов 1 Введение

Рис. 1.5
Связь молекул воды у льда. Каждый
атом кислорода соединен с четырьмя другими,
окружающими его по тетраэдру, и вдоль каждой
линии связи находится атом водорода, который
располагается ближе к одному из атомов кислорода,
чем к другим. Каждый атом кислорода имеет два
приближенных к нему атома водорода (на рисунке
они соединены с ним сплошными линиями). Более
длинные «водородные связи» показаны пунктирными
линиями.
или других низкотемпературных процессов. Этот
факт и существование водородной связи в воде,
наряду с низкой энергией образования и разру-
шения такой связи, имеют большое значение в
естественных химических процессах, происходя-
щих при нормальных температурах. В частности,
возникновение и разрыв водородных связей рас-
сматриваются как явления чрезвычайной важно-
сти в биологических процессах, особенно при обра-
зовании сложных молекул белка, которые являют-
ся основой воспроизводимости живых структур.
1.5.2 Ионная связь
Ионная модель связи основана на электростати-
ческом притяжении, возникающем между ионами
с противоположными зарядами. Предполагается,
что один атом (катион) отдает один или большее
число электронов, находящихся на его внешней
оболочке, другому атому (аниону). При этом мож-
но считать, что и донор и акцептор находятся в
ионизированном состоянии. Считается, что поло-
жительно заряженный катион принимает устой-
чивую электронную конфигурацию ближайшего
инертного газа из числа предшествующих ему
в периодической таблице, тогда как отрицатель-
но заряженный анион имеет электронную кон-
фигурацию инертного газа, следующего за ним.
Формальная валентность (или заряд) иона опре-
деляется числом электронов, которые он может
отдавать или получать, приобретая такую устой-
чивую конфигурацию инертного газа. Отдавая
электроны, катион приобретает положительный
заряд, что связано с преобладанием в ядре про-
тонов над оставшимся количеством электронов, в
то время как анион аналогичным образом получа-
ет избыток отрицательного заряда.
Простой пример ионной связи дает нам соеди-
нение NaCl, у которого перенос электрона можно
представить следующим образом:
Помимо устойчивой 8-электронной конфигура-
ции наиболее удаленной оболочки относительно
высокую степень устойчивости имеет также 18-
электронная конфигурация. Поэтому ряд элемен-
тов переходных металлов могут образовывать ио-
ны, отдавая электроны, с тем чтобы вернуться к
этой 18-электронной внешней оболочке. Для при-
мера можно привести конфигурации оболочек сле-
дующих элементов:
Zn
Cd
Hg
2.8.18.2
2.8.18.18.2
2.8.18.32.18.2
Zn
2+
Cd
2+
Hg
2+
2.8.18
2.8.18.18
2.8.18.32.18
В случае Cu, Ag и Au, которые непосредственно
предшествуют этим элементам в соответствующей
подгруппе периодической системы, мы видим сле-
дующие переменные валентности:
Cu
Ag
Au
2.8.18.1
2.8.18.18.1
2.8.18.32.18.1
Cu
+
Ag
+
Au
+
2.8.18
2.8.18.18
2.8.18.32.18
Cu
2+
Ag
2+
Au
3+
2.8.17
2.8.18.17
2.8.18.32.16
Таким образом, эти элементы осуществляют
связь с предшествующими переходными элемен-
тами каждого периода, в которых переменные ва-
лентности являются типичными для следующей
подгруппы элементов. Следовательно, электрон-
ные конфигурации Cu, Ag и Au свидетельствуют
о некоторой нестабильности 18-электронной обо-
лочки, что обусловлено очень малой разницей в
энергиях между
 s
-электронами наиболее удален-
ной оболочки и
 d
-электронами предшествующей

---