Основы СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

АТОМНОЕ СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

АТОМНОЕ СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Фактор, который определяет образование связи, является энергия, и связь способна возникнуть только при условии, что суммарная энергия двух атомов будет уменьшаться при их соединении. Это означает, что полная энергия молекулы должна быть меньше суммы энергий двух отдельных атомов, независимо от того, какой тип связи образуется в результате их соединения. Наглядным подтверждением этому является диаграмма зависимости энергии от расстояния между атомами, которая демонстрирует, каким образом сближение атомов влияет на их полную (общую) энергию. Типичная кривая зависимости энергии от межатомного расстояния представлена на Рис. 1.3.1.
Когда два атома находятся друг от друга на отдаленном расстоянии, их полная энергия равна 2Е
, где Е
— полная энергия одного атома. По мере приближения двух атомов к друг другу, их общая энергия уменьшается до тех пор, пока не достигнет своего минимума, Е
на расстоянии а
. После этого, поскольку атомы расположены очень близко по отношению друг к другу, их общая (полная) энергия начинает возрастать за счет отталкивания их электронных оболочек. При дальнейшем сближении атомов их ядра начнут отталкиваться друг от друга, однако при обычных условиях тесного сближения атомов не происходит. Таким образом, можно говорить о широких пределах притяжения атомов и очень узких — для их отталкивания.
Условия, при которых два атома будут связываться друг с другом, зависят от их электронного строения, которое, в свою очередь, определяет их химическую активность. Чем стабильнее электронное строение, тем инертнее атом. Примером веществ со стабильной электронной конфигурацией являются инертные газы — аргон, гелий, неон, у которых почти полностью отсутствует химическая активность. Их почти идеальная инертность обусловлена полным заполнением элект-
Рис. 1.3.1. Энергия отталкивания двух атомов друг от друга в зависимости от расстояния между ними, Энергия
каждого - Е.
ронами наружных электронных орбит
л
что не позволяет атому «присоединять» дополнительных электронов, а также — «отдавать» или «терять» собственные электроны.
Все атомы стремятся к энергетическому состоянию с наименьшей энергией, и это равносильно абсолютному заполнению самой дальней от центра электронной орбиты, наподобие того, что наблюдается у инертных газов. Атомы некоторых элементов имеют пустоты на внешних электронных орбитах, в то время как другие атомы готовы отдать лишние электроны. При взаимодействии атомов двух разных типов может быть достигнуто такое состояние, при котором их наружные электронные орбиты будут полностью завершены. Следовательно, в образовании связи участвуют только те электроны, которые расположены на внешних электронных орбитах, т.е. валентные электроны.