این اتم ها یا مولکول های منفرد نیستند که وارد فعل و انفعالات شیمیایی می شوند، بلکه مواد هستند.
وظیفه ما این است که با ساختار ماده آشنا شویم.
در دمای پایینآه، برای مواد حالت جامد پایدار پایدار است.
☼ سخت ترین ماده موجود در طبیعت الماس است. او را پادشاه همه گوهرها و سنگ های قیمتی. و نام آن به خودی خود در یونانی به معنای "نابود ناپذیر" است. از دیرباز به الماس به عنوان سنگ های معجزه آسا نگاه می شد. اعتقاد بر این بود که فردی که الماس می پوشد بیماری های معده را نمی شناسد، تحت تأثیر سم قرار نمی گیرد، حافظه و روحیه شاد خود را تا سنین پیری حفظ می کند و از لطف سلطنتی برخوردار است.
☼ الماسی که در معرض فرآوری جواهرات - تراش، پرداخت - قرار گرفته است، الماس نامیده می شود.
هنگام ذوب شدن در نتیجه ارتعاشات حرارتی، نظم ذرات به هم می خورد، متحرک می شوند، در حالی که ماهیت پیوند شیمیایی مختل نمی شود. بنابراین، هیچ تفاوت اساسی بین حالت جامد و مایع وجود ندارد.
مایع سیالیت پیدا می کند (یعنی توانایی شکل گرفتن یک ظرف).
کریستال های مایعکریستال های مایع در پایان قرن نوزدهم کشف شدند، اما در 20-25 سال گذشته مورد مطالعه قرار گرفته اند. بسیاری از دستگاه های نمایشگر فن آوری پیشرفتهبرای مثال برخی ساعت دیجیتال، مینی کامپیوترهایی که روی کریستال های مایع کار می کنند.
به طور کلی، کلمات "کریستال های مایع" کمتر از "یخ داغ" غیر معمول به نظر می رسند. با این حال، در واقعیت، یخ نیز می تواند داغ باشد، زیرا ... در فشار بیش از 10000 اتمسفر. یخ آب در دمای بالای 200 درجه سانتیگراد ذوب می شود. غیرمعمول بودن ترکیب "کریستال های مایع" این است که حالت مایع نشان دهنده تحرک ساختار است و کریستال مستلزم نظم دقیق است.
اگر ماده ای از مولکول های چند اتمی به شکل دراز یا لایه ای تشکیل شده باشد و دارای ساختار نامتقارن باشد، پس از ذوب شدن، این مولکول ها به روش خاصی نسبت به یکدیگر جهت گیری می کنند (محورهای بلند آنها موازی هستند). در این حالت، مولکول ها می توانند آزادانه به موازات خود حرکت کنند، یعنی. سیستم خاصیت سیالیت مشخصه یک مایع را به دست می آورد. در عین حال، سیستم ساختار منظمی را حفظ می کند که ویژگی های مشخصه کریستال ها را تعیین می کند.
تحرک بالای چنین ساختاری امکان کنترل آن را از طریق تأثیرات بسیار ضعیف (حرارتی، الکتریکی و غیره) فراهم می کند. تغییر هدفمند خواص یک ماده، از جمله خواص نوری، با صرف انرژی بسیار کم، چیزی که در فناوری مدرن استفاده می شود.
انواع شبکه های کریستالیهر ماده شیمیایی تشکیل می شود تعداد زیادیذرات یکسان که به یکدیگر متصل هستند.
در دمای پایین، زمانی که حرکت حرارتیدشوار است، ذرات به طور دقیق در فضا و فرم جهت گیری می کنند شبکه کریستالی.
سلول کریستالی - این ساختاری با آرایش هندسی صحیح ذرات در فضا.
در خود شبکه کریستالی گره ها و فضای بین گرهی متمایز می شوند.
همان ماده بسته به شرایط (پ, تی،...) به اشکال مختلف کریستالی وجود دارد (یعنی شبکه های کریستالی متفاوتی دارند) - اصلاحات آلوتروپیک که در خواص متفاوت هستند.
به عنوان مثال، چهار تغییر کربن شناخته شده است: گرافیت، الماس، کاربین و لونسدالیت.
☼ چهارمین نوع کربن کریستالی، "lonsdaleite" کمتر شناخته شده است. در شهاب سنگ ها کشف و به صورت مصنوعی به دست آمد و ساختار آن هنوز در حال بررسی است.
☼ دوده، کک، زغال چوبیبه عنوان پلیمرهای کربن آمورف طبقه بندی می شوند. با این حال، اکنون مشخص شده است که اینها نیز مواد کریستالی هستند.
☼ به هر حال، ذرات سیاه براق در دوده یافت شد که به آنها "کربن آینه" می گفتند. کربن آینه از نظر شیمیایی بی اثر، مقاوم در برابر حرارت، غیرقابل نفوذ در برابر گازها و مایعات، دارای سطح صاف و کاملاً سازگار با بافت های زنده است.
☼ نام گرافیت از "گرافیتو" ایتالیایی می آید - من می نویسم، می کشم. گرافیت یک کریستال خاکستری تیره با درخشش فلزی ضعیف و دارای یک شبکه لایه لایه است. لایه‌های مجزای اتم‌ها در یک کریستال گرافیت که نسبتاً ضعیف به یکدیگر متصل هستند، به راحتی از یکدیگر جدا می‌شوند.
انواع شبکه های کریستالی
|
یونی |
فلز |
|||
|
آنچه در گره های شبکه کریستالی، واحد ساختاری است |
یون ها |
اتم ها |
مولکول ها |
اتم ها و کاتیون ها |
|
نوع پیوند شیمیایی بین ذرات گره |
یونی |
کووالانسی: قطبی و غیر قطبی |
فلز |
|
|
نیروهای برهمکنش بین ذرات کریستال |
الکترواستاتیک منطقی |
کووالانسی |
بین مولکولی- جدید |
الکترواستاتیک منطقی |
|
خواص فیزیکی ناشی از شبکه کریستالی |
· نیروهای جاذبه بین یونها قوی هستند، · T pl. (نسوز)، · به راحتی در آب حل می شود، مذاب و محلول جریان الکتریکی را هدایت می کند، غیر فرار (بدون بو) |
· پیوندهای کووالانسی بین اتم ها بزرگ است، · T pl. و T kip بسیار است، · در آب حل نشوند، · مذاب جریان الکتریکی را هدایت نمی کند |
نیروهای جاذبه بین مولکول ها کم است، · T pl. ↓، برخی در آب محلول هستند، · بوی فرار دارند |
· نیروهای تعامل بزرگ هستند، · T pl. ، گرما و هدایت الکتریکی بالا |
|
حالت کل یک ماده در شرایط عادی |
سخت |
سخت |
سخت، گازی مایع |
سخت، مایع (N ز) |
|
مثال ها |
اکثر نمک ها، قلیایی ها، اکسیدهای فلزی معمولی |
C (الماس، گرافیت)، Si، Ge، B، SiO 2، CaC 2، SiC (کاربوراندوم)، BN، Fe 3 C، TaC (t pl. = 3800 0 C) فسفر قرمز و سیاه. اکسیدهای برخی فلزات |
همه گازها، مایعات، بیشتر غیر فلزات: گازهای بی اثر، هالوژن ها، H 2، N 2، O 2، O 3، P 4 (سفید)، S 8. ترکیبات هیدروژنی غیر فلزات، اکسیدهای غیر فلزات: H 2 O، CO 2 "یخ خشک". اکثریت ترکیبات آلی. |
فلزات، آلیاژها |
اگر سرعت رشد کریستال در هنگام سرد شدن کم باشد، حالت شیشه ای (بی شکل) ایجاد می شود.
- رابطه بین موقعیت یک عنصر در جدول تناوبی و شبکه بلوری ماده ساده آن.
رابطه نزدیکی بین موقعیت یک عنصر در جدول تناوبی و شبکه کریستالی ماده عنصری مربوط به آن وجود دارد.
|
گروه |
|||||||||
|
III |
VII |
هشتم |
|||||||
|
پ ه آر و O د |
H 2 |
||||||||
|
N 2 |
O2 |
F 2 |
|||||||
|
III |
P 4 |
S 8 |
Cl2 |
||||||
|
BR 2 |
|||||||||
|
من 2 |
|||||||||
|
تایپ کنید شبکه کریستالی |
فلز |
اتمی |
مولکولی |
||||||
مواد ساده عناصر باقی مانده دارای یک شبکه کریستالی فلزی هستند.
تثبیت
مطالب سخنرانی را مطالعه کنید و به سوالات زیر به صورت مکتوب در دفترچه خود پاسخ دهید:
- شبکه کریستالی چیست؟
- چه نوع شبکه های کریستالی وجود دارد؟
- هر نوع شبکه کریستالی را طبق نقشه مشخص کنید: آنچه در گره های شبکه کریستالی وجود دارد، واحد ساختاری ← نوع پیوند شیمیایی بین ذرات گره ← نیروهای برهمکنش بین ذرات بلور ← خواص فیزیکی ناشی از کریستال شبکه ← حالت کل ماده در شرایط عادی ← مثال
وظایف را در این موضوع کامل کنید:
- مواد زیر که معمولاً در زندگی روزمره استفاده می شوند دارای چه نوع شبکه کریستالی هستند: آب، استیک اسید(CH 3 COOH)، شکر (C 12 H 22 O 11)، کود پتاسیم (KCl)، ماسه رودخانه (SiO 2) - نقطه ذوب 1710 0 C، آمونیاک (NH 3)، نمک خوراکی؟ یک نتیجه کلی بگیرید: با چه خصوصیاتی از یک ماده می توان نوع شبکه کریستالی آن را تعیین کرد؟
- با استفاده از فرمول های مواد داده شده: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - نوع شبکه کریستالی (یونی، مولکولی) هر ترکیب را تعیین کنید و بر این اساس خواص فیزیکی هر یک از چهار ماده را توصیف کنید. .
- مربی شماره 1. "شبکه های کریستالی"
- مربی شماره 2. "تکالیف تست"
- تست (خودکنترلی):
1) موادی که دارای شبکه کریستالی مولکولی هستند، به طور معمول:
آ). نسوز و بسیار محلول در آبب). قابل ذوب و فرار
V). جامد و رسانای الکتریکی
ز). رسانای حرارت و پلاستیک
2) مفهوم "مولکول" قابل اجرا نیستدر رابطه با واحد ساختاری یک ماده:
آ). اب
ب). اکسیژن
V). الماس
ز). ازن
3) شبکه کریستالی اتمی مشخصه موارد زیر است:
آ). آلومینیوم و گرافیت
ب). گوگرد و ید
V). اکسید سیلیکون و کلرید سدیم
ز). الماس و بور
4) اگر ماده ای بسیار محلول در آب باشد، نقطه ذوب بالایی داشته باشد و رسانای الکتریکی باشد، شبکه کریستالی آن عبارت است از:
آ). مولکولی
ب). اتمی
V). یونی
ز). فلز
که در شرایط عادی گاز است، در دمای 194- درجه سانتیگراد به مایع تبدیل می شود رنگ آبی، من در دمای 218.8- درجه سانتیگراد سخت می شود و به یک توده برف مانند متشکل از بلورهای آبی تبدیل می شود.
در این بخش به چگونگی تأثیر ویژگی های پیوندهای شیمیایی بر خواص جامدات خواهیم پرداخت. محدوده دمایی برای وجود یک ماده در حالت جامد با نقطه جوش و ذوب آن تعیین می شود. جامدات به دو دسته کریستالی و آمورف تقسیم می شوند.
مواد آمورف نقطه ذوب واضحی ندارند - وقتی گرم می شوند به تدریج نرم می شوند و به حالت مایع تبدیل می شوند. به عنوان مثال، در حالت آمورف، پلاستیکین یا رزین های مختلف وجود دارد.
مواد کریستالی مشخص می شوند مکان صحیحذراتی که از آنها تشکیل شده اند: اتم ها، مولکول ها و یون ها. - در نقاط کاملاً مشخص در فضا. هنگامی که این نقاط توسط خطوط مستقیم به هم متصل می شوند، یک چارچوب فضایی تشکیل می شود که به آن شبکه کریستالی می گویند. به نقاطی که ذرات کریستال در آن قرار دارند شبکه می گویند.
گره های یک شبکه خیالی می توانند حاوی یون ها، اتم ها و مولکول ها باشند. این ذرات حرکات نوسانی را انجام می دهند. با افزایش دما، دامنه این نوسانات افزایش می یابد که به طور معمول منجر به انبساط حرارتی اجسام می شود.
بسته به نوع ذرات واقع در گره های شبکه کریستالی و ماهیت اتصال بین آنها، چهار نوع شبکه کریستالی متمایز می شود: یونی، اتمی، مولکولی و فلزی (جدول 6).
مواد ساده عناصر باقیمانده، که در جدول 6 ارائه نشده اند، دارای یک شبکه فلزی هستند.
شبکه‌های کریستالی یونی آنهایی هستند که گره‌های آنها حاوی یون هستند. آنها توسط موادی با پیوندهای یونی تشکیل می شوند که می توانند یون های ساده Na+، Cl- و یون های پیچیده SO2-4، OH- را به هم متصل کنند. در نتیجه، شبکه‌های کریستالی یونی دارای نمک‌ها، برخی اکسیدها و هیدروکسیدهای فلزات هستند، یعنی موادی که در آنها پیوند شیمیایی یونی وجود دارد. به عنوان مثال، یک کریستال کلرید سدیم از متناوب یون های Na+ مثبت و Cl- منفی ساخته شده و شبکه ای مکعبی شکل را تشکیل می دهد. پیوندهای بین یون ها در چنین کریستالی بسیار پایدار است. بنابراین مواد دارای الک یونی دارای سختی و استحکام نسبتاً بالایی هستند، نسوز و غیرفرار هستند.
شبکه های اتمی در شبکه های کریستالی ریخته می شوند که در گره های آن اتم های جداگانه وجود دارد. در چنین شبکه هایی، اتم ها توسط پیوندهای کووالانسی بسیار قوی به یکدیگر متصل می شوند. نمونه ای از مواد با این نوع شبکه های کریستالی الماس است که یکی از تغییرات آلوتروپیک کربن است.
تعداد مواد با شبکه کریستالی اتمی خیلی زیاد نیست. اینها عبارتند از بور کریستالی، سیلیکون و ژرمانیوم، و همچنین مواد پیچیده، به عنوان مثال آنهایی که حاوی اکسید سیلیکون (IV) - SlO2 هستند: سیلیس، کوارتز، ماسه، کریستال سنگ.
اکثر مواد با شبکه کریستالی اتمی بسیار دمای بالاذوب شدن (مثلاً برای الماس بیش از 3500 درجه سانتیگراد است)، آنها قوی و سخت هستند، عملا نامحلول هستند.
مولکولی شبکه های کریستالی هستند که مولکول ها در گره ها قرار دارند. پیوندهای شیمیایی در این مولکول ها می تواند قطبی یا غیر قطبی باشد. علیرغم این واقعیت که اتم های داخل مولکول ها با پیوندهای کووالانسی بسیار قوی به هم متصل شده اند، نیروهای ضعیف جاذبه مولکولی بین خود مولکول ها عمل می کنند. بنابراین، مواد با شبکه کریستالی مولکولی سختی پایین، نقطه ذوب پایین و فرار هستند.
نمونه هایی از مواد با شبکه های کریستالی مولکولی عبارتند از: آب جامد - یخ، مونوکسید کربن جامد (IV) - "یخ خشک"، کلرید هیدروژن جامد و سولفید هیدروژن، جامد مواد ساده، تشکیل یک- (گازهای نجیب)، دو-، سه- (O3)، چهار- (P4). مولکول های هشت اتمی اکثر ترکیبات آلی جامد دارای شبکه های کریستالی مولکولی (نفتالین، گلوکز، قند) هستند.
مواد با پیوندهای فلزی دارای شبکه کریستالی فلزی هستند. در محل چنین شبکه‌هایی اتم‌ها و یونها وجود دارند (اعم از اتم‌ها یا یونها که اتم‌های فلزی به راحتی به آنها تبدیل می‌شوند و الکترون‌های بیرونی خود را برای استفاده معمول از دست می‌دهند). این ساختار داخلیفلزات ویژگی آنها را تعیین می کند مشخصات فیزیکی: چکش خواری، انعطاف پذیری، رسانایی الکتریکی و حرارتی، درخشندگی فلزی مشخص.
برای مواد با ساختار مولکولی، قانون ثبات ترکیب کشف شده توسط شیمیدان فرانسوی J. L. Proust (1799-1803) معتبر است. در حال حاضر این قانون به صورت زیر تدوین شده است: «ترکیبات شیمیایی مولکولی، صرف نظر از روش تهیه آنها، دارای ترکیب و خواص ثابتی هستند. قانون پروست یکی از قوانین اساسی شیمی است. با این حال، برای مواد با ساختار غیر مولکولی، به عنوان مثال یونی، این قانون همیشه صادق نیست.
1. حالت جامد، مایع و گاز ماده.
2. جامدات: بی شکل و کریستالی.
3. شبکه های کریستالی: اتمی، یونی، فلزی و مولکولی.
4. قانون ثبات ترکیب.
چه خواص نفتالین زمینه ساز استفاده از آن برای محافظت از محصولات پشمی در برابر پروانه است؟
چه ویژگی هایی از بدن های بی شکل برای شناسایی ویژگی های شخصیتی افراد منفرد قابل استفاده است؟
چرا آلومینیوم، که توسط دانشمند دانمارکی K. H. Oersted در سال 1825 کشف شد، برای مدت طولانی به عنوان یک فلز گرانبها طبقه بندی می شد؟
کار A. Belyaev "فروشنده هوا" را به خاطر بسپارید و با استفاده از توضیحات ارائه شده در کتاب، خواص اکسیژن جامد را مشخص کنید.
چرا نقطه ذوب فلزات در محدوده بسیار وسیعی متفاوت است؟ برای تهیه پاسخ به این سوال، از ادبیات تکمیلی استفاده کنید.
چرا یک محصول سیلیکونی بر اثر ضربه تکه تکه می شود، در حالی که یک محصول سربی فقط صاف می شود؟ پیوند شیمیایی در کدام یک از این موارد شکسته می شود و در کدام موارد نه؟ چرا؟
مشخصه اکثر مواد، بسته به شرایط، این است که در یکی از سه حالت تجمع قرار گیرند: جامد، مایع یا گاز.
به عنوان مثال، آب در فشار معمولیدر محدوده دمایی 0 تا 100 درجه سانتیگراد مایع است، در دمای بالای 100 درجه سانتیگراد فقط در حالت گازی و در دمای کمتر از 0 درجه سانتیگراد جامد است.
مواد در حالت جامد به دو دسته آمورف و کریستالی تقسیم می شوند.
یکی از ویژگی های بارز مواد آمورف عدم وجود نقطه ذوب شفاف است: سیالیت آنها به تدریج با افزایش دما افزایش می یابد. مواد آمورف شامل ترکیباتی مانند موم، پارافین، اکثر پلاستیک ها، شیشه و غیره می باشد.
با این حال، مواد کریستالی نقطه ذوب خاصی دارند، به عنوان مثال. یک ماده با ساختار کریستالی از حالت جامد به حالت مایع نه به تدریج، بلکه به طور ناگهانی و با رسیدن به یک دمای خاص عبور می کند. نمونه هایی از مواد کریستالی عبارتند از نمک خوراکی، شکر و یخ.
تفاوت در خواص فیزیکی جامدات آمورف و کریستالی در درجه اول به دلیل ویژگی های ساختاری چنین موادی است. اینکه چه تفاوتی بین یک ماده در حالت بی شکل و کریستالی وجود دارد را می توان به راحتی از تصویر زیر فهمید:
همانطور که می بینید، در یک ماده بی شکل، بر خلاف ماده کریستالی، نظمی در آرایش ذرات وجود ندارد. اگر در یک ماده کریستالی به طور ذهنی دو اتم را با یک خط مستقیم به یکدیگر نزدیک کنید، می توانید متوجه شوید که همان ذرات در فواصل کاملاً مشخص روی این خط قرار می گیرند:
بنابراین، در مورد مواد کریستالی، می توان در مورد مفهومی به عنوان شبکه کریستالی صحبت کرد.
شبکه کریستالی چارچوب فضایی نامیده می شود که نقاطی در فضا را که ذرات تشکیل دهنده کریستال در آن قرار دارند به هم متصل می کند.
به نقاطی از فضا که ذرات تشکیل دهنده کریستال در آنها قرار دارند گفته می شود گره های شبکه کریستالی .
بسته به اینکه کدام ذرات در گره های شبکه کریستالی قرار دارند، آنها متمایز می شوند: مولکولی، اتمی، یونی و شبکه های کریستالی فلزی .
در گره ها شبکه کریستالی مولکولی
شبکه کریستال یخ به عنوان نمونه ای از شبکه مولکولیمولکول هایی وجود دارند که درون آنها اتم ها با پیوندهای کووالانسی قوی به هم متصل می شوند، اما خود مولکول ها توسط نیروهای بین مولکولی ضعیف در نزدیکی یکدیگر نگه داشته می شوند. به دلیل چنین فعل و انفعالات بین مولکولی ضعیف، کریستال های دارای شبکه مولکولی شکننده هستند. چنین موادی با موادی با انواع دیگر ساختارها به دلیل نقاط ذوب و جوش بسیار پایین تر متفاوت هستند؛ آنها رسانا نیستند. برق، ممکن است در حلال های مختلف محلول باشد یا نباشد. محلول های چنین ترکیباتی بسته به کلاس ترکیب ممکن است جریان الکتریکی را رسانا کنند یا نکنند. ترکیبات با شبکه کریستالی مولکولی شامل بسیاری از مواد ساده - غیر فلزات (H2، O 2، Cl 2 سخت شده، گوگرد متعامد S 8، فسفر سفید P4) و همچنین بسیاری از مواد پیچیده - ترکیبات هیدروژنی غیر فلزات، اسیدها، اکسیدهای غیر فلزی، بیشتر مواد آلی. لازم به ذکر است که اگر ماده ای در حالت گاز یا مایع باشد، صحبت در مورد شبکه کریستالی مولکولی نامناسب است: استفاده از اصطلاح نوع ساختار مولکولی صحیح تر است.
شبکه کریستال الماس به عنوان نمونه ای از شبکه اتمیدر گره ها شبکه کریستال اتمی
اتم ها وجود دارد علاوه بر این، تمام گره های چنین شبکه کریستالی از طریق پیوندهای کووالانسی قوی به یک بلور واحد "پیوند" می شوند. در واقع، چنین کریستالی یک مولکول غول پیکر است. به دلیل ویژگی‌های ساختاری، همه مواد دارای شبکه کریستالی اتمی جامد هستند، نقطه ذوب بالایی دارند، از نظر شیمیایی غیرفعال هستند، در آب یا حلال‌های آلی نامحلول هستند و مذاب آنها جریان الکتریکی را هدایت نمی‌کند. لازم به یادآوری است که مواد با ساختار اتمی شامل بور B، کربن C (الماس و گرافیت)، سیلیکون Si از مواد ساده، و دی اکسید سیلیکون SiO 2 (کوارتز)، کاربید سیلیکون SiC، نیترید بور BN از مواد پیچیده است.
برای مواد با شبکه کریستالی یونی
سایت های شبکه حاوی یون هایی هستند که از طریق پیوندهای یونی به یکدیگر متصل هستند.
از آنجایی که پیوندهای یونی کاملاً قوی هستند، مواد با شبکه یونی سختی و نسوز نسبتاً بالایی دارند. اغلب، آنها در آب محلول هستند و محلول های آنها، مانند مذاب ها، جریان الکتریکی را هدایت می کنند.
موادی که دارای شبکه کریستالی یونی هستند شامل نمک های فلز و آمونیوم (NH 4 +)، بازها و اکسیدهای فلزی هستند. یک نشانه مطمئن از ساختار یونی یک ماده وجود هر دو اتم یک فلز معمولی و یک غیرفلز در ترکیب آن است.
شبکه کریستالی کلرید سدیم به عنوان نمونه ای از شبکه یونی
در بلورهای فلزات آزاد، به عنوان مثال، سدیم سدیم، آهن آهن، منیزیم منیزیم و غیره مشاهده می شود. در مورد شبکه کریستالی فلزی، گره های آن حاوی کاتیون ها و اتم های فلزی هستند که الکترون ها بین آنها حرکت می کنند. در این حالت، الکترون‌های متحرک به‌طور دوره‌ای به کاتیون‌ها متصل می‌شوند، بنابراین بار خود را خنثی می‌کنند، و تک تک اتم‌های فلز خنثی در عوض، برخی از الکترون‌های خود را آزاد می‌کنند و به نوبه خود به کاتیون تبدیل می‌شوند. در واقع، الکترون های "آزاد" به اتم های منفرد تعلق ندارند، بلکه به کل کریستال تعلق دارند.
چنین ویژگی های ساختاری منجر به این واقعیت می شود که فلزات گرما و جریان الکتریکی را به خوبی هدایت می کنند و اغلب دارای شکل پذیری بالایی هستند.
گسترش دمای ذوب فلزات بسیار زیاد است. به عنوان مثال، نقطه ذوب جیوه تقریباً منفی 39 درجه سانتیگراد (مایع در شرایط عادی) و تنگستن 3422 درجه سانتیگراد است. لازم به ذکر است که در شرایط عادی همه فلزات به جز جیوه جامد هستند.
اکثر مواد جامد دارند کریستالیساختار، که مشخص می شود آرایش دقیق ذرات. اگر ذرات را با خطوط معمولی وصل کنید، یک چارچوب فضایی به نام خواهید داشت شبکه کریستالی. نقاطی که ذرات کریستال در آن قرار دارند گره های شبکه نامیده می شوند. گره های یک شبکه خیالی ممکن است حاوی اتم، یون یا مولکول باشند.
بسته به ماهیت ذرات واقع در گره ها و ماهیت اتصال بین آنها، چهار نوع شبکه کریستالی متمایز می شود: یونی، فلزی، اتمی و مولکولی.
یونی به شبکه هایی گفته می شود که در گره های آنها یون وجود دارد.
آنها توسط موادی با پیوندهای یونی تشکیل می شوند. در گره های چنین شبکه ای یون های مثبت و منفی وجود دارد که توسط برهمکنش الکترواستاتیکی به یکدیگر متصل می شوند.
شبکه های کریستالی یونی دارای نمک، قلیایی، اکسیدها فلزات فعال . یون ها می توانند ساده یا پیچیده باشند. برای مثال، در محل‌های شبکه کلرید سدیم، یون‌های سدیم ساده Na و کلر Cl- و در محل‌های شبکه سولفات پتاسیم، یون‌های پتاسیم ساده K و یون‌های سولفات پیچیده SO42- متناوب وجود دارند.
پیوند بین یون ها در چنین بلورهایی قوی است. بنابراین، مواد یونی جامد، نسوز، غیر فرار هستند. چنین موادی خوب هستند در آب حل شود.
شبکه کریستالی از کلرید سدیم
کریستال کلرید سدیم
فلز شبکه نامیده می شود که از یون های مثبت و اتم های فلزی و الکترون های آزاد تشکیل شده است.
آنها توسط موادی با پیوندهای فلزی تشکیل می شوند. در گره های یک شبکه فلزی اتم ها و یون ها وجود دارند (اعم از اتم ها یا یون ها، که اتم ها به راحتی به آنها تبدیل می شوند و الکترون های بیرونی خود را برای استفاده معمول می دهند).
چنین شبکه های کریستالی مشخصه مواد ساده فلزات و آلیاژها هستند.
نقطه ذوب فلزات می تواند متفاوت باشد (از 37-3 درجه سانتیگراد برای جیوه تا دو تا سه هزار درجه). اما همه فلزات یک ویژگی دارند درخشش فلزیچکش خواری، شکل پذیری، الکتریسیته را به خوبی هدایت کندو گرما
شبکه کریستالی فلزی
سخت افزار
شبکه‌های اتمی شبکه‌های کریستالی نامیده می‌شوند که در گره‌های آن اتم‌های مجزا با پیوندهای کووالانسی به هم متصل شده‌اند.
الماس دارای این نوع شبکه است - یکی از اصلاحات آلوتروپیک کربن. موادی که دارای شبکه کریستالی اتمی هستند عبارتند از گرافیت، سیلیکون، بور و ژرمانیومو همچنین مواد پیچیده، به عنوان مثال کربن سی سی و سیلیس، کوارتز، کریستال سنگ، ماسهکه شامل اکسید سیلیکون (\(IV\)) Si O 2 است.
چنین موادی مشخص می شوند استحکام بالاو سختی بنابراین، الماس سخت ترین ماده طبیعی است. مواد با شبکه کریستالی اتمی بسیار نقطه ذوب بالاو در حال جوشیدنبه عنوان مثال، نقطه ذوب سیلیس \(1728\) درجه سانتیگراد است در حالی که برای گرافیت بالاتر - \(4000\) درجه سانتیگراد است. کریستال های اتمی عملا نامحلول هستند.
شبکه کریستال الماس
الماس
مولکولی شبکه ها نامیده می شوند که در گره های آنها مولکول هایی وجود دارد که توسط برهمکنش های بین مولکولی ضعیف به هم متصل شده اند.
علیرغم این واقعیت که اتم های درون مولکول ها با پیوندهای کووالانسی بسیار قوی به هم متصل هستند، نیروهای ضعیف جاذبه بین مولکولی بین خود مولکول ها عمل می کنند. بنابراین، کریستال های مولکولی دارند استحکام کمو سختی نقطه ذوب پایینو در حال جوشیدن بسیاری از مواد مولکولی در دمای اتاق مایع و گاز هستند. چنین موادی فرار هستند. به عنوان مثال، ید کریستالی و مونوکسید کربن جامد (\(IV\)) ("یخ خشک") بدون تبدیل شدن به حالت مایع تبخیر می شوند. برخی از مواد مولکولی دارند بو .
این نوع شبکه دارای مواد ساده در حالت جامد از تجمع است: گازهای نجیب با مولکول های تک اتمی (He، Ne، Ar، Kr، Xe، Rn). ) و همچنین غیر فلزات با دو و مولکول های چند اتمی (H 2، O 2، N 2، Cl 2، I 2، O 3، P 4، S 8).
آنها یک شبکه کریستالی مولکولی دارندهمچنین مواد با پیوندهای قطبی کووالانسی: آب - یخ، آمونیاک جامد، اسیدها، اکسیدهای غیر فلزی. اکثریت ترکیبات آلیهمچنین کریستال های مولکولی (نفتالین، قند، گلوکز) هستند.
شیمی علم شگفت انگیزی است. خیلی چیزهای باورنکردنی را می توان در چیزهای به ظاهر معمولی یافت.
هر چیزی که ما را در همه جا احاطه کرده است در چندین حالت تجمع وجود دارد: گازها، مایعات و مواد جامد. دانشمندان همچنین 4 - پلاسما را شناسایی کرده اند. در یک دمای معین، یک ماده می تواند از حالتی به حالت دیگر تغییر کند. به عنوان مثال، آب: وقتی بالای 100 گرم شود، از حالت مایع به بخار تبدیل می شود. در دمای کمتر از 0، به ساختار بعدی - یخ تبدیل می شود.
کل جهان مادی شامل توده ای از ذرات یکسان است که به هم مرتبط هستند. این کوچکترین عناصر به شدت در فضا ردیف شده اند و به اصطلاح چارچوب فضایی را تشکیل می دهند.
تعریف
شبکه کریستالی ساختار خاصی از یک ماده جامد است که در آن ذرات در یک نظم هندسی دقیق در فضا قرار دارند. در آن می توانید گره ها را پیدا کنید - مکان هایی که عناصر در آن قرار دارند: اتم ها، یون ها و مولکول ها و فضای بین گره ای.
مواد جامدبسته به محدوده دماهای بالا و پایین، کریستالی یا آمورف هستند - آنها با عدم وجود نقطه ذوب مشخص مشخص می شوند. وقتی در معرض دید قرار گرفت دماهای بالانرم می شوند و به تدریج تبدیل می شوند شکل مایع. این نوع مواد عبارتند از: رزین، پلاستیلین.
از این نظر می توان آن را به چند نوع تقسیم کرد:
- اتمی;
- یونی؛
- مولکولی؛
- فلز.
اما در دماهای مختلف یک ماده می تواند داشته باشد اشکال مختلفو خواص متنوعی را به نمایش بگذارند. این پدیده اصلاح آلوتروپیک نامیده می شود.
نوع اتمی
در این نوع، گره ها حاوی اتم های یک ماده خاص هستند که توسط پیوندهای کووالانسی به هم متصل شده اند. این نوع پیوند توسط یک جفت الکترون از دو اتم همسایه تشکیل می شود. با تشکر از این، آنها به طور مساوی و با نظم دقیق متصل می شوند.
مواد با شبکه کریستالی اتمی با خواص زیر مشخص می شوند: استحکام و نقطه ذوب بالا. این نوع پیوند در الماس، سیلیکون و بور وجود دارد..
نوع یونی
یون های دارای بار مخالف در گره هایی قرار دارند که یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کنند که ویژگی های فیزیکی یک ماده را مشخص می کند. اینها عبارتند از: هدایت الکتریکی، نسوز، چگالی و سختی. نمک سفره و نیترات پتاسیم با وجود یک شبکه کریستالی یونی مشخص می شود.
از دست ندهید: مکانیسم آموزش، نمونه های خاص.
نوع مولکولی
در گره هایی از این نوع یون هایی وجود دارد که توسط نیروهای واندروالسی به یکدیگر متصل می شوند. به دلیل پیوندهای بین مولکولی ضعیف، موادی مانند یخ، دی اکسید کربن و پارافین با خاصیت انعطاف پذیری، هدایت الکتریکی و حرارتی مشخص می شوند.
نوع فلزی
ساختار آن شبیه ساختار مولکولی است، اما همچنان پیوندهای قوی تری دارد. تفاوت این نوع در این است که گره های آن حاوی کاتیون های بار مثبت هستند. الکترون هایی که در فضای بینابینی قرار دارندفضا، در تشکیل یک میدان الکتریکی شرکت کنند. اسم هم دارند گاز برقی.
فلزات و آلیاژهای ساده با یک نوع شبکه فلزی مشخص می شوند. آنها با وجود درخشش فلزی، انعطاف پذیری، هدایت حرارتی و الکتریکی مشخص می شوند. آنها می توانند در دماهای مختلف ذوب شوند.