6.4. Размери на електричното поле на взаимодействащи атоми

Разликата между свойствата на изолирани и взаимодействащи атоми е в това, че енергетичните и размерни параметри на изолираните атоми са постоянни величини, докато тези на взаимодействащите атоми силно зависят от веществената, енергетична и информационна специфика на системата, в която участват. Преди всичко необходимо е да се разграничат свойствата на взаимодействащите атоми от един и същи вид, образуващи прости вещества и свойствата на взаимодействащите атоми от различен вид, образуващи химични съединения и сплави (включително интерметални съединения).

а)Размерни свойства при взаимодествие на атоми от един и същи вид

В минералогията често простите вещества се означават с термина самородни химични елементи, което е теоретически некоректно, тъй като по дефиниция химичният елемент е тип атоми с определен ядрен заряд, т.е. брой протони. Простите вещества действително са изградени от атоми на един и същи химичен елемент, обаче определящата им характеристика е начинът на свързване между атомите. Един и същи химичен елемент може да образува няколко прости вещества с принципно различни свойства, които представляват самостоятелни обекти на минералогията и геохимията. Например диамантът и графитът са реални форми на съществуване на химичния елемент въглерод в природата, различието между които особено ярко се проявява в абсолютната им твърдост. Диамантът е 5 милиона пъти по-твърд от графита. Един и същи елемент може да образува просто вещество с типични метални свойства (напр. т.нар. бял калай) или със свойствата на неметал (сив калай) и т.н.

Енергетичните взаимодействия между атомите от един и същи вид се влияят от електронната структура. При по-голяма част от елементите на Периодичната система се осъществява метална връзка, специфична особеност на която е, че атомите на металите, запазили стабилните си електронни обвивки, образуват система от закономерно подредени положителни частици в среда от общ електронен газ, плътността на който зависи от броя на електроните в незавършените електронни слоеве. Най-плътен е електронният газ в металите от втората половина на d-полето с 6 до 8 d-електрона. Той определя не само силното енергетично взаимодействие на положителните и отрицателните заряди, от което произтичат трудната йонизация и високите температури на топене и кипене, но и пониженото взаимно отблъскване на ядрата и съответно- пределно високата плътност на структурата. Най-често металните кристални структури имат координационно число 12, благоприятстващо оптималното електростатично взаимодействие на положителните и отрицателни заряди. Очевидно е, че поради общия електронен газ разграничаването на отделни атоми в кристалните структури на металите и в металните топилки няма реален смисъл, въпреки, че междуядреното разстояние е реална величина, която може да се определи експериментално и чрез деление на две равни части да се получи условен метален радиус на един отделен метален атом. Единственият метал, при който металният радиус има реален геохимичен смисъл е живакът, поради неговата летливост в природни условия и