ИО́ННЫЕ КРИСТА́ЛЛЫ

ИО́ННЫЕ КРИСТА́ЛЛЫ, кри­стал­лы с пре­иму­ще­ст­вен­но ион­ным (элек­тро­ста­ти­че­ским) ха­рак­те­ром свя­зи ме­ж­ду ато­ма­ми. И. к. мо­гут со­сто­ять как из од­но­атом­ных, так и из мно­го­атом­ных ио­нов. При­ме­ры И. к. пер­во­го ти­па – кри­стал­лы га­ло­ге­ни­дов ще­лоч­ных и щё­лоч­но­зе­мель­ных ме­тал­лов, об­ра­зо­ван­ные по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ны­ми ио­на­ми (ка­тио­на­ми) ме­тал­ла и от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ны­ми ио­на­ми (анио­на­ми) га­ло­ге­на ($\ce{NaCl,\, CsCl,\, CaF_2}$). При­ме­ры И. к. вто­ро­го ти­па – кар­бо­на­ты, суль­фа­ты, фос­фа­ты и др. со­ли ме­тал­лов, где анио­ны ки­слот­ных ос­тат­ков, напр. $\ce{CO_3^{2-},\, SO_4^{2-}}$, со­сто­ят из не­сколь­ких ато­мов. Ре­аль­ный эф­фек­тив­ный за­ряд, оп­ре­де­лён­ный рент­ге­но­гра­фич., спек­траль­ны­ми и др. ме­то­да­ми, да­же в наи­бо­лее ти­пич­ных И. к. ока­зы­ва­ет­ся мень­ше фор­маль­но­го за­ря­да ио­нов (напр., $\ce{Na^+,\, Mg^{2+},\, Cl^{–}}$). Так, в NaCl эф­фек­тив­ный за­ряд со­став­ля­ет ок. +0,9$e$ для $\ce{Na^+}$ и ок. –0,9$e$ для $\ce{Cl^{–}}$ ($e$ – эле­мен­тар­ный элек­трич. за­ряд). Для $\ce{MgF_2,\, CaCl_2}$ оцен­ка эф­фек­тив­ных за­ря­дов анио­нов при­во­дит к зна­че­ни­ям ок. –0,7$e$, а для ка­тио­нов – от ок. +1,2$e$ до ок. +1,4$e$. Т. о., в дей­ст­ви­тель­но­сти во мно­гих И. к. связь ме­ж­ду ато­ма­ми име­ет ион­но-ко­ва­лент­ный ха­рак­тер, и рез­кая гра­ни­ца ме­ж­ду И. к. и ко­ва­лент­ны­ми кри­стал­ла­ми от­сут­ст­ву­ет.

И. к., как пра­ви­ло, име­ют вы­со­кие темп-ры плав­ле­ния, зна­чит. ши­ри­ну за­пре­щён­ной зо­ны, об­ла­да­ют ион­ной про­во­ди­мо­стью при вы­со­ких тем­пе­ра­ту­рах, про­зрач­ны в ви­ди­мой и ИК-об­лас­тях спек­тра. На­блю­даю­щая­ся ино­гда ок­ра­ска И. к. обу­слов­ле­на при­сут­ст­ви­ем ка­тио­нов ред­ко­зе­мель­ных или пе­ре­ход­ных ме­тал­лов. Мо­ду­ли уп­ру­го­сти и про­зрач­ность И. к. тем вы­ше, чем вы­ше до­ля ко­ва­лент­ной со­став­ляю­щей свя­зи. Для опи­са­ния струк­ту­ры И. к. раз­ра­бо­та­ны де­таль­ные сис­те­мы ион­ных ра­диу­сов (см. Атом­ные ра­диу­сы).