Kristallvõrede keemia tabel. Ioonilised kristallvõred. Ioonilist tüüpi kristallvõrega ainete omadused

Keemilistesse vastasmõjudesse ei astu mitte üksikud aatomid ega molekulid, vaid ained.

Meie ülesanne on tutvuda aine ehitusega.

Kell madalad temperatuurid ah ainete puhul stabiilne tahke olek.

☼ Kõige kõvem aine looduses on teemant. Teda peetakse kõigi kalliskivide kuningaks ja vääriskivid. Ja selle nimi tähendab kreeka keeles "hävimatut". Teemante on pikka aega peetud imelisteks kivideks. Usuti, et teemante kandev inimene ei tunne kõhuhaigusi, mürk teda ei mõjuta, ta säilitab oma mälu ja rõõmsa tuju kõrge eani, naudib kuninglikku soosingut.

☼ Teemanti, mida ehteid töödeldakse – lõigatakse, poleeritakse, nimetatakse teemandiks.

Sulamisel rikutakse termiliste vibratsioonide tagajärjel osakeste järjekorda, need muutuvad liikuvaks, samas kui keemilise sideme olemus ei rikuta. Seega pole tahke ja vedela oleku vahel põhimõttelisi erinevusi.

Vedelikus ilmneb voolavus (st võime võtta anuma kuju).

vedelkristallid

Vedelkristallid avastati 19. sajandi lõpus, kuid neid on uuritud viimase 20-25 aasta jooksul. Paljud kuvamisseadmed moodne tehnoloogia, näiteks mõned Digitaalne käekell, miniarvutid, töötavad vedelkristallidel.

Üldiselt kõlavad sõnad "vedelkristallid" mitte vähem ebatavaliselt kui "kuum jää". Kuid tegelikult võib jää olla ka kuum, sest. rõhul üle 10 000 atm. vesijää sulab temperatuuril üle 200 0 C. Ebatavaline "vedelkristallide" kombinatsioon seisneb selles, et vedel olek näitab struktuuri liikuvust ja kristall võtab endale range korra.

Kui aine koosneb pikliku või lamellse kujuga ja asümmeetrilise struktuuriga polüaatomilistest molekulidest, siis sulamisel on need molekulid üksteise suhtes teatud viisil orienteeritud (nende pikad teljed on paralleelsed). Sel juhul saavad molekulid vabalt liikuda iseendaga paralleelselt, s.t. süsteem omandab vedelikule iseloomuliku voolavuse. Samas säilitab süsteem korrastatud struktuuri, mis määrab kristallidele iseloomulikud omadused.

Sellise konstruktsiooni suur liikuvus võimaldab seda juhtida väga nõrkade mõjutustega (termilised, elektrilised jne), s.t. sihikindlalt muuta aine omadusi, sealhulgas optilisi, väga vähese energiaga, mida tänapäeva tehnoloogias kasutatakse.

Kristallvõrede tüübid

Tekib igasugune keemiline aine suur hulk identsed osakesed, mis on omavahel seotud.

Madalatel temperatuuridel, kui termiline liikumine raske, on osakesed ruumis ja vormis rangelt orienteeritud kristallvõre.

Kristallelement - see on geomeetriliselt õige osakeste paigutusega struktuur ruumis.

Kristallvõres endas eristuvad sõlmed ja sõlmedevaheline ruum.

Sama aine olenevalt tingimustest (lk, t,…) esineb erinevates kristallvormides (st neil on erinevad kristallvõred) - allotroopsete modifikatsioonidena, mis erinevad omaduste poolest.

Näiteks on teada neli süsiniku modifikatsiooni – grafiit, teemant, karbüün ja lonsdaleiit.

☼ Neljas kristalse süsiniku sort "lonsdaleite" on vähe tuntud. Seda leiti meteoriitidest ja saadi kunstlikult ning selle ehitust uuritakse siiani.

☼ tahm, koks, süsi omistatud süsiniku amorfsetele polümeeridele. Nüüdseks on aga teatavaks saanud, et need on ka kristalsed ained.

☼ Muide, tahmast leiti läikivaid musti osakesi, mida nad nimetasid "peegelsüsinikuks". Peegelsüsinik on keemiliselt inertne, kuumakindel, gaase ja vedelikke mitteläbilaskev, sileda pinnaga ja absoluutselt eluskudedega ühilduv.

☼ Nimi grafiit tuleb itaaliakeelsest sõnast "graffito" – kirjutan, joonistan. Grafiit on tumehallid, kerge metallilise läikega kristallid, millel on kihiline võre. Grafiidikristalli eraldiseisvad aatomikihid, mis on üksteisega suhteliselt nõrgalt seotud, on üksteisest kergesti eraldatavad.

KRISTALVÕRETE LIIGID

	iooniline			metallist
Mis on kristallvõre sõlmedes, struktuuriüksus	ioonid	aatomid	molekulid	aatomid ja katioonid
Keemilise sideme tüüp sõlmeosakeste vahel	iooniline		kovalentne: polaarne ja mittepolaarne	metallist
Kristalliosakeste vastasmõju jõud	elektrostaatiline cal	kovalentne	molekulidevaheline nye	elektrostaatiline cal
Füüsikalised omadused tänu kristallvõrele	ioonide vahelised tõmbejõud on tugevad, T pl. (tulekindel), Vees kergesti lahustuv sula ja lahus juhivad elektrivoolu, mittelenduv (ilma lõhnata)	kovalentsed sidemed aatomite vahel on suured, T pl. ja T kip väga, ei lahustu vees sula ei juhi elektrit	Molekulidevahelised tõmbejõud on väikesed T pl. ↓, Mõned lahustuvad vees Neil on lõhn - nad on lenduvad	vastastikused jõud on suured T pl. , Kõrge soojus- ja elektrijuhtivus
Aine agregaatolek normaaltingimustes	tahke	tahke	raske, gaasiline, vedel	raske, vedelik (N g)
Näited	enamik sooli, leeliseid, tüüpilisi metallioksiide	C (teemant, grafiit), Si, Ge, B, SiO 2, CaC 2, SiC (karborund), BN, Fe 3 C, TaC (t pl. \u003d 3800 0 С) Punane ja must fosfor. Mõnede metallide oksiidid.	kõik gaasid, vedelikud, enamik mittemetalle: inertgaasid, halogeenid, H 2, N 2, O 2, O 3, P 4 (valge), S 8 . Mittemetallide vesinikuühendid, mittemetallide oksiidid: H 2 O, CO 2 "kuiv jää". Enamus orgaanilised ühendid.	Metallid, sulamid

Kui kristallide kasvukiirus on jahutamisel madal, tekib klaasjas olek (amorfne).

Perioodilises süsteemis oleva elemendi asukoha ja selle lihtaine kristallvõre seos.

Elemendi positsiooni perioodilisustabelis ja sellele vastava elementaaraine kristallvõre vahel on tihe seos.

		Grupp
			III			VII	VIII
P e R ja umbes d						H2
				N 2	O2	F2
	III			P4	S8	Cl2
						Br2
						ma 2
Tüüp kristallvõre		metallist			aatomi	molekulaarne

Ülejäänud elementide lihtainetel on metallist kristallvõre.

KINNITAMINE

Tutvu loengumaterjaliga, vasta oma vihikusse kirjalikult järgmistele küsimustele:

Mis on kristallvõre?
Mis tüüpi kristallvõred eksisteerivad?
Kirjeldage igat tüüpi kristallvõre vastavalt plaanile: Mis on kristallvõre sõlmedes, struktuuriüksus → Keemilise sideme tüüp sõlme osakeste vahel → Kristalli osakeste vastasmõju jõud → Kristalli füüsikalised omadused võre → Aine agregaatolek normaaltingimustes → Näited

Täitke selle teema ülesanded:

Mis tüüpi kristallvõre on järgmistel igapäevaelus laialdaselt kasutatavatel ainetel: vesi, äädikhape(CH 3 COOH), suhkur (C 12 H 22 O 11), kaaliumkloriidi väetis (KCl), jõeliiv (SiO 2) - sulamistemperatuur 1710 0 C, ammoniaak (NH 3), lauasool? Tehke üldistatud järeldus: millised aine omadused võivad määrata selle kristallvõre tüübi?
Vastavalt antud ainete valemitele: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - määrake iga ühendi kristallvõre tüüp (ioonne, molekulaarne) ja kirjeldage sellest lähtuvalt nende nelja füüsikalisi omadusi. ained.
Treener number 1. "Kristallvõrgud"
Treener number 2. "Testi ülesanded"
Test (enesekontroll):

1) Ained, millel on reeglina molekulaarne kristallvõre:

a). tulekindel ja vees hästi lahustuv
b). sulav ja lenduv
sisse). Tahke ja elektrit juhtiv
G). Soojust juhtiv ja plastiline

2) mõiste "molekul" ei ole kohaldatav seoses aine struktuuriüksusega:

a). vesi

b). hapnikku

sisse). teemant

G). osoon

3) Aatomkristallvõre on iseloomulik:

a). alumiinium ja grafiit

b). väävel ja jood

sisse). ränioksiid ja naatriumkloriid

G). teemant ja boor

4) Kui aine on vees hästi lahustuv, kõrge sulamistemperatuuriga ja elektrit juhtiv, siis selle kristallvõre:

a). molekulaarne

b). aatomi

sisse). iooniline

G). metallist

Mis tavatingimustes on gaas, muutub temperatuuril -194 ° C vedelikuks sinine värv, i temperatuuril -218,8º C kivistub lumetaoliseks massiks, mis koosneb sinistest kristallidest.

Selles jaotises vaatleme, kuidas keemiliste sidemete omadused mõjutavad tahkete ainete omadusi. Temperatuuriintervall aine olemasoluks tahkes olekus määratakse selle keemis- ja sulamistemperatuuri järgi. Tahked ained jagunevad kristalliliseks ja amorfseks.
Amorfsetel ainetel puudub selge sulamistemperatuur – kuumutamisel need järk-järgult pehmenevad ja muutuvad vedelaks. Amorfses olekus on näiteks plastiliin või erinevad vaigud.

Iseloomustab kristalseid aineid õige asukoht osakesed, millest nad koosnevad: aatomid, molekulid ja ioonid. - rangelt määratletud ruumipunktides. Nende punktide ühendamisel sirgjoontega moodustub ruumiline raam, mida nimetatakse kristallvõreks. Punkte, kuhu kristalli osakesed asetsevad, nimetatakse võreks.

Kujutletava võre sõlmed võivad sisaldada ioone, aatomeid ja molekule. Need osakesed võnguvad. Temperatuuri tõusuga suureneb nende võnkumiste ulatus, mis reeglina viib kehade soojuspaisumiseni.

Sõltuvalt kristallvõre sõlmedes paiknevate osakeste tüübist ja nendevahelise sideme olemusest eristatakse nelja tüüpi kristallvõresid: ioonseid, aatom-, molekulaarseid ja metallilisi (tabel 6).

Ülejäänud elementide lihtainetel, mida tabelis 6 ei ole esitatud, on metallvõre.

Nimetatakse ioonkristallvõred, mille sõlmedes on ioonid. Neid moodustavad ioonse sidemega ained, mida saab seostada nii lihtioonidega Na +, Cl- kui ka komplekssete SO 2- 4, OH- ioonidega. Seetõttu on ioonkristallvõredel soolad, mõned metallioksiidid ja hüdroksiidid, see tähendab aineid, milles on ioonne keemiline side. Näiteks naatriumkloriidi kristall on ehitatud vahelduvatest positiivsetest Na+ ja negatiivsetest Cl- ioonidest, moodustades kuubikujulise võre. Ioonidevahelised sidemed sellises kristallis on väga stabiilsed. Seetõttu on ioonvõre struktuuriga ained suhteliselt kõrge kõvaduse ja tugevusega, need on tulekindlad ja mittelenduvad.

Aatomikristallid valatakse kristallivõredesse, mille sõlmedes on üksikud aatomid. Sellistes võredes on aatomid omavahel seotud väga tugevate kovalentsete sidemetega. Seda tüüpi kristallvõrega ainete näide on teemant, üks süsiniku allotroopsetest modifikatsioonidest.

Aatomkristallvõrega ainete arv ei ole väga suur. Nende hulka kuuluvad kristalliline boor, räni ja germaanium, aga ka kompleksained, näiteks need, mis sisaldavad ränioksiidi (IV) - SlO2: ränidioksiid, kvarts, liiv, mäekristall.

Enamikul aatomikristallvõrega ainetel on väga kõrged temperatuurid sulavad (näiteks teemandis on see üle 3500 ºС), need on tugevad ja kõvad, praktiliselt lahustumatud.

Molekulaarseid võre nimetatakse kristallvõredeks, mille sõlmedes paiknevad molekulid. Nendes molekulides võivad keemilised sidemed olla nii polaarsed kui ka mittepolaarsed. Vaatamata sellele, et molekulide sees olevad aatomid on omavahel ühendatud väga tugevate kovalentsete sidemetega, mõjuvad molekulide endi vahel nõrgad molekulaarsed külgetõmbejõud. Seetõttu on molekulaarsete kristallvõredega ained madala kõvaduse, madala sulamistemperatuuriga ja lenduvad.

Molekulaarsete kristallvõredega ained on näiteks tahke vesi - jää, tahke süsinikmonooksiid (IV) - "kuiv jää", tahke vesinikkloriid ja vesiniksulfiid, tahke aine lihtsad ained, tekkisid üks- (väärisgaasid), kaks-, kolm- (O3), neli- (P4). kaheksaaatomilised molekulid. Enamikul tahketel orgaanilistel ühenditel on molekulaarsed kristallvõred (naftaleen, glükoos, suhkur).
Metallilise sidemega ainetel on metallilised kristallvõred. Selliste võre sõlmedes on aatomid ja ioonid (kas aatomid või ioonid, milleks metalliaatomid kergesti muutuvad, andes nende välised elektronid ühiseks kasutamiseks). Sellised sisemine struktuur metallid määrab nende omadused füüsikalised omadused: tempermalmistavus, plastilisus, elektri- ja soojusjuhtivus, iseloomulik metalliline läige.

Molekulaarse struktuuriga ainete puhul kehtib prantsuse keemiku J. L. Prousti (1799-1803) avastatud koostise püsivuse seadus. Praegu on see seadus sõnastatud järgmiselt: „Molekulaarsetel keemilistel ühenditel on sõltumata nende valmistamisviisist püsiv koostis ja omadused. Prousti seadus on üks keemia põhiseadusi. Mittemolekulaarse struktuuriga, näiteks ioonse struktuuriga ainete puhul see seadus aga alati ei kehti.

1. Aine tahke, vedel ja gaasiline olek.

2. Tahked ained: amorfsed ja kristalsed.

3. Kristallvõred: aatom-, ioon-, metalli- ja molekulaarvõred.

4. Kompositsiooni püsivuse seadus.

Millised naftaliini omadused on selle kasutamise aluseks villaste toodete kaitsmiseks ööliblikate eest?
Milliseid amorfsete kehade omadusi saab kasutada üksikute inimeste iseloomuomaduste kirjeldamisel?

Miks taani teadlase K. X. Oerstedi 1825. aastal avastatud alumiiniumi käsitleti pikka aega väärismetallidena?

Pidage meeles A. Beljajevi teost "Õhu müüja" ja iseloomustage tahke hapniku omadusi, kasutades selle raamatus antud kirjeldust.
Miks varieerub metallide sulamistemperatuur väga laias vahemikus? Sellele küsimusele vastuse ettevalmistamiseks kasutage täiendavat kirjandust.

Miks puruneb ränist valmistatud toode kokkupõrkel tükkideks, pliist valmistatud toode aga ainult tasandub? Millistel neist juhtudel toimub keemilise sideme hävimine ja millistel mitte? Miks?

Tunni sisu tunni kokkuvõte tugiraam õppetund esitlus kiirendusmeetodid interaktiivsed tehnoloogiad Harjuta ülesanded ja harjutused enesekontrolli töötoad, koolitused, juhtumid, ülesanded kodutöö arutelu küsimused retoorilised küsimused õpilastelt Illustratsioonid heli, videoklipid ja multimeedium fotod, pildid, graafika, tabelid, skeemid huumor, anekdoodid, naljad, koomiksid, tähendamissõnad, ütlused, ristsõnad, tsitaadid Lisandmoodulid kokkuvõtteid artiklid kiibid uudishimulikele petulehtedele õpikud põhi- ja lisaterminite sõnastik muu Õpikute ja tundide täiustaminevigade parandamine õpikus tunnis uuenduse elementide fragmendi uuendamine õpikus vananenud teadmiste asendamine uutega Ainult õpetajatele täiuslikud õppetunnid kalenderplaan aastaks juhised aruteluprogrammid Integreeritud õppetunnid

Enamikku aineid iseloomustab võime, olenevalt tingimustest, olla ühes kolmest agregatsiooni olekust: tahke, vedel või gaasiline.

Näiteks vesi kl normaalne rõhk temperatuurivahemikus 0-100 o C on ta vedelik, temperatuuril üle 100 o C saab eksisteerida ainult gaasilises olekus ja temperatuuril alla 0 o C on tahke aine.
Tahkes olekus olevad ained eristavad amorfset ja kristalset.

Amorfsete ainete iseloomulik tunnus on selge sulamistemperatuuri puudumine: nende voolavus suureneb järk-järgult temperatuuri tõustes. Amorfsete ainete hulka kuuluvad sellised ühendid nagu vaha, parafiin, enamik plastmassi, klaas jne.

Sellest hoolimata on kristalsetel ainetel spetsiifiline sulamistemperatuur, s.t. kristalse struktuuriga aine läheb kindla temperatuuri saavutamisel tahkest olekust vedelaks mitte järk-järgult, vaid järsult. Kristalliliste ainete näideteks on lauasool, suhkur, jää.

Amorfsete ja kristalsete tahkete ainete füüsikaliste omaduste erinevus tuleneb eelkõige selliste ainete struktuurilistest iseärasustest. Mis vahe on amorfsel ja kristalsel olekus oleval ainel, on kõige lihtsam mõista järgmiselt illustratsioonilt:

Nagu näete, pole amorfses aines, erinevalt kristalsest, osakeste paigutuses järjekorda. Kui kristallilises aines ühendatakse mõtteliselt kaks üksteisele lähedal olevat aatomit sirgjoonega, siis võib leida, et sellel joonel asuvad samad osakesed rangelt määratletud intervallidega:

Seega võib kristalsete ainete puhul rääkida sellisest mõistest nagu kristallvõre.

kristallvõre nimetatakse ruumiliseks raamiks, mis ühendab neid ruumi punkte, milles on kristalli moodustavaid osakesi.

Nimetatakse neid punkte ruumis, kus asuvad kristalli moodustavad osakesed võre sõlmed .

Sõltuvalt sellest, millised osakesed on kristallvõre sõlmedes, on olemas: molekulaarne, aatomiline, ioonne ja metallist kristallvõre .

sõlmedes molekulaarne kristallvõre

Jää kristallvõre molekulaarvõre näitena

on molekule, mille sees aatomid on seotud tugevate kovalentsete sidemetega, kuid molekule endid hoiavad üksteise lähedal nõrgad molekulidevahelised jõud. Selliste nõrkade molekulidevaheliste interaktsioonide tõttu on molekulaarvõrega kristallid haprad. Sellised ained erinevad teist tüüpi struktuuriga ainetest oluliselt madalama sulamis- ja keemistemperatuuri poolest, ei juhi elektrit, võib või ei pruugi lahustuda erinevates lahustites. Selliste ühendite lahused võivad sõltuvalt ühendi klassist elektrit juhtida või mitte. Molekulaarse kristallvõrega ühendite hulka kuuluvad paljud lihtsad ained - mittemetallid (kõvastunud H 2, O 2, Cl 2, rombiväävel S 8, valge fosfor P 4), aga ka palju keerulisi aineid - mittemetallide vesinikuühendeid, happed, mittemetallide oksiidid, enamik orgaaniline aine. Tuleb märkida, et kui aine on gaasilises või vedelas olekus, ei ole kohane rääkida molekulaarkristallvõrest: õigem on kasutada terminit - struktuuri molekulaarne tüüp.

Teemandi kristallvõre kui aatomvõre näide

sõlmedes aatomi kristallvõre

seal on aatomid. Sel juhul on kõik sellise kristallvõre sõlmed tugevate kovalentsete sidemete abil üksteisega "ristseotud" ühtseks kristalliks. Tegelikult on selline kristall üks hiiglaslik molekul. Struktuuriliste iseärasuste tõttu on kõik aatomikristallvõrega ained tahked, kõrge sulamistemperatuuriga, keemiliselt mitteaktiivsed, ei lahustu ei vees ega orgaanilistes lahustites ning nende sulandid ei juhi elektrivoolu. Tuleb meeles pidada, et lihtainetest aatomitüüpi struktuuriga ainete hulka kuuluvad boor B, süsinik C (teemant ja grafiit), räni Si, keerulistest ainetest - ränidioksiid SiO 2 (kvarts), ränikarbiid SiC, boornitriid BN.

Ainetele, millel on ioonkristallvõre

võrekohtades on ioonid, mis on omavahel seotud ioonsidemete kaudu.
Kuna ioonsidemed on piisavalt tugevad, on ioonvõrega ainetel suhteliselt kõrge kõvadus ja tulekindlus. Enamasti on need vees lahustuvad ja nende lahused, nagu sulad, juhivad elektrit.
Ioonilist tüüpi kristallvõrega ainete hulka kuuluvad metalli- ja ammooniumisoolad (NH 4 +), alused, metallioksiidid. Tõeline märk aine ioonstruktuurist on nii tüüpilise metalli kui ka mittemetalli aatomite olemasolu selle koostises.

Naatriumkloriidi kristallvõre ioonvõre näitena

mida täheldatakse vabade metallide kristallides, näiteks naatrium Na, raud Fe, magneesium Mg jne. Metallkristallvõre puhul paiknevad selle sõlmedes katioonid ja metalliaatomid, mille vahel liiguvad elektronid. Sel juhul kinnituvad liikuvad elektronid perioodiliselt katioonidega, neutraliseerides seeläbi nende laengu ja üksikud neutraalsed metalliaatomid hoopis "vabastavad" osa oma elektronidest, muutudes omakorda katioonideks. Tegelikult ei kuulu "vabad" elektronid üksikutele aatomitele, vaid tervele kristallile.

Sellised konstruktsiooniomadused toovad kaasa asjaolu, et metallid juhivad hästi soojust ja elektrivoolu, neil on sageli kõrge elastsus (plastilisus).
Metallide sulamistemperatuuride väärtuste hajumine on väga suur. Näiteks elavhõbeda sulamistemperatuur on umbes miinus 39 ° C (tavalistes tingimustes vedelik) ja volframi sulamistemperatuur on 3422 ° C. Tuleb märkida, et tavatingimustes on kõik metallid peale elavhõbeda tahked ained.

Enamikul tahketel ainetel on kristalne struktuur, mida iseloomustab osakeste rangelt määratletud paigutus. Kui ühendate osakesed tingimusjoontega, saate ruumilise raami nimega kristallvõre. Punkte, kus kristalliosakesed paiknevad, nimetatakse võresõlmedeks. Kujutletava võre sõlmed võivad sisaldada aatomeid, ioone või molekule.

Sõltuvalt sõlmedes paiknevate osakeste olemusest ja nendevahelise ühenduse olemusest eristatakse nelja tüüpi kristallvõresid: ioonseid, metallilisi, aatom- ja molekulaarseid.

Iooniline nimetatakse võredeks, mille sõlmedes on ioonid.

Neid moodustavad ioonsidemetega ained. Sellise võre sõlmedes asuvad positiivsed ja negatiivsed ioonid, mis on omavahel ühendatud elektrostaatilise interaktsiooni kaudu.

Ioonkristallvõredes on soolad, leelised, oksiidid aktiivsed metallid . Ioonid võivad olla lihtsad või keerulised. Näiteks naatriumkloriidi kristallvõre kohtades on lihtsad naatriumioonid Na ja kloor Cl - ning kaaliumsulfaadi võrekohtades vahelduvad lihtsad kaaliumiioonid K ja komplekssulfaadiioonid S O 4 2 -.

Ioonidevahelised sidemed sellistes kristallides on tugevad. Seetõttu on ioonsed ained tahked, tulekindlad, mittelenduvad. Sellised ained on head lahustada vees.

Naatriumkloriidi kristallvõre

Naatriumkloriidi kristall

metallist nimetatakse võredeks, mis koosnevad positiivsetest ioonidest ja metalliaatomitest ning vabadest elektronidest.

Neid moodustavad metallilise sidemega ained. Metallvõre sõlmedes on aatomid ja ioonid (kas aatomid või ioonid, milleks aatomid kergesti muutuvad, andes oma välised elektronid ühiseks kasutamiseks).

Sellised kristallvõred on iseloomulikud metallide ja sulamite lihtainetele.

Metallide sulamistemperatuurid võivad olla erinevad (alates \ (-37 \) ° С elavhõbeda puhul kahe kuni kolme tuhande kraadini). Kuid kõigil metallidel on oma omadused metalliline läige, vormitavus , elastsus , juhivad hästi elektrit ja soojalt.

metallist kristallvõre

Riistvara

Nimetatakse aatomikristallvõresid, mille sõlmedes on kovalentsete sidemetega ühendatud üksikud aatomid.

Seda tüüpi võrel on teemant – üks süsiniku allotroopsetest modifikatsioonidest. Aatomkristallvõrega ained hõlmavad grafiit, räni, boor ja germaanium, aga ka kompleksaineid, näiteks karborundi SiC ja ränidioksiid, kvarts, mäekristall, liiv, mis sisaldavad ränioksiidi (\ (IV \)) Si O 2.

Selliseid aineid iseloomustatakse suur tugevus ja kõvadus. Seega on teemant kõige kõvem looduslik aine. Aatomite kristallvõrega ainetel on väga kõrged sulamistemperatuurid ja keetmine. Näiteks ränidioksiidi sulamistemperatuur on \(1728 \) ° C, samas kui grafiidi puhul on see kõrgem - \ (4000 \) ° C. Aatomikristallid on praktiliselt lahustumatud.

Teemantkristallvõre

Teemant

Molekulaarne nimetatakse võredeks, mille sõlmedes on molekulid, mis on seotud nõrga molekulidevahelise interaktsiooniga.

Vaatamata asjaolule, et molekulide sees on aatomid ühendatud väga tugevate kovalentsete sidemetega, mõjuvad molekulide endi vahel nõrgad molekulidevahelised tõmbejõud. Seetõttu on molekulaarsetel kristallidel vähe jõudu ja kõvadus madalad sulamistemperatuurid ja keetmine. Paljud molekulaarsed ained on toatemperatuuril vedelikud ja gaasid. Sellised ained on lenduvad. Näiteks kristalliline jood ja tahke süsinikmonooksiid (\ (IV \)) ("kuiv jää") aurustuvad vedelasse olekusse muutumata. Mõned molekulaarsed ained on lõhn .

Tahkes agregatsioonis olevatel lihtainetel on seda tüüpi võre: üheaatomiliste molekulidega (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) väärisgaasid ), samuti mittemetallid kahe- ja polüatomilised molekulid (H 2, O 2, N 2, Cl 2, I 2, O 3, P 4, S 8).

Molekulaarsel kristallvõrel on ka kovalentsete polaarsete sidemetega ained: vesi - jää, tahke ammoniaak, happed, mittemetallide oksiidid. Enamus orgaanilised ühendid on ka molekulaarsed kristallid (naftaleen, suhkur, glükoos).

Keemia on hämmastav teadus. Näiliselt tavalistes asjades võib leida nii mõndagi uskumatut.

Kõik materjal, mis meid kõikjal ümbritseb, eksisteerib mitmes agregatsiooniseisundis: gaasid, vedelikud ja tahked kehad. Teadlased on eraldanud ka neljanda – plasma. Teatud temperatuuril võib aine muutuda ühest olekust teise. Näiteks vesi: kuumutamisel üle 100 muutub vedelal kujul auruks. Temperatuuridel alla 0 läheb see üle järgmisse täitestruktuuri - jäässe.

Kogu materiaalse maailma koostises on identsete osakeste mass, mis on omavahel seotud. Need väikseimad elemendid on rangelt ruumiliselt paigutatud ja moodustavad nn ruumilise raami.

Definitsioon

Kristallvõre on tahke aine eristruktuur, milles osakesed on ruumiliselt geomeetriliselt ranges järjekorras. Selles on võimalik tuvastada sõlmpunkte - kohti, kus asuvad elemendid: aatomid, ioonid ja molekulid ning sõlmedevaheline ruum.

Tahked ained, olenevalt kõrgete ja madalate temperatuuride vahemikust, on kristalsed või amorfsed – neid iseloomustab spetsiifilise sulamistemperatuuri puudumine. Kui eksponeeritakse kõrgendatud temperatuurid need pehmenevad ja muutuvad järk-järgult vedelal kujul. Selliste ainete hulka kuuluvad: vaik, plastiliin.

Sellega seoses võib selle jagada mitmeks tüübiks:

aatomi;
iooniline;
molekulaarne;
metallist.

Kuid erinevatel temperatuuridel võib ühel ainel olla erinevaid vorme ja eksponeerida mitmesuguseid omadusi. Seda nähtust nimetatakse allotroopseks modifikatsiooniks.

Aatomi tüüp

Selle tüübi puhul paiknevad ühe või teise aine aatomid sõlmedes, mis on omavahel ühendatud kovalentsete sidemetega. Seda tüüpi sideme moodustavad kahe naaberaatomi elektronide paar. Tänu sellele on need ühendatud ühtlaselt ja ranges järjekorras.

Aatomkristallvõrega aineid iseloomustavad järgmised omadused: tugevus ja kõrge sulamistemperatuur. Seda tüüpi sidemeid leidub teemandis, ränis ja booris..

Iooniline tüüp

Vastandlaenguga ioonid paiknevad sõlmedes, mis loovad aine füüsikalisi omadusi iseloomustava elektromagnetvälja. Nende hulka kuuluvad: elektrijuhtivus, tulekindlus, tihedus ja kõvadus. Lauasoola ja kaaliumnitraati iseloomustab ioonse kristallvõre olemasolu.

Ära jäta vahele: õppemehhanism, juhtumiuuringud.

Molekulaarne tüüp

Seda tüüpi kohtades on van der Waalsi jõudude poolt omavahel seotud ioone. Nõrkade molekulidevaheliste sidemete tõttu iseloomustavad selliseid aineid nagu jää, süsinikdioksiid ja parafiin plastilisus, elektri- ja soojusjuhtivus.

metalli tüüp

Oma struktuurilt meenutab see molekulaarset, kuid sellel on siiski tugevamad sidemed. Selle tüübi erinevus seisneb selles, et positiivselt laetud katioonid asuvad selle sõlmedes. Elektronid, mis on interstitsialis ruumi, osaleda elektrivälja tekkes. Nad kannavad ka nime elektrigaas.

Lihtmetalle ja sulameid iseloomustab metallvõre tüüp. Neid iseloomustab metallilise läike olemasolu, plastilisus, soojus- ja elektrijuhtivus. Nad võivad sulada erinevatel temperatuuridel.